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KR20090105844A - Manufacturing method of multilayer ceramic substrate, electronic component and multilayer ceramic substrate - Google Patents

Manufacturing method of multilayer ceramic substrate, electronic component and multilayer ceramic substrate Download PDF

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KR20090105844A
KR20090105844A KR1020090027789A KR20090027789A KR20090105844A KR 20090105844 A KR20090105844 A KR 20090105844A KR 1020090027789 A KR1020090027789 A KR 1020090027789A KR 20090027789 A KR20090027789 A KR 20090027789A KR 20090105844 A KR20090105844 A KR 20090105844A
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하츠오 이케다
코지 이치카와
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히타치 긴조쿠 가부시키가이샤
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Abstract

한쪽의 최표면에 능동소자 및 수동 소자를 표면 실장하는 다층 세라믹 기판에 있어서, 상기 다층 세라믹 기판은, 복수의 세라믹 기판층을 적층해서 이루어지고, 적어도 한쪽의 최표면의 세라믹 기판층의 비어 구멍에 설치된, 표층 비어전극과 그 단면에 피착되는 금속 도금층으로 이루어진 표층 단자 전극과, 상기 표층 단자 전극과 내부의 세라믹 기판층 상의 배선을 접속하는 비어 배선을 포함하고, 상기 능동소자를 접속하는 표층 단자 전극의 비어 구멍 직경은 상기 수동 소자를 접속하는 표층 단자 전극의 비어 구멍 직경보다도 작은 것을 특징으로 하는 다층 세라믹 기판이다.In a multilayer ceramic substrate surface-mounted with an active element and a passive element on one outermost surface, the multilayer ceramic substrate is formed by stacking a plurality of ceramic substrate layers, and at least in the via hole of the at least one outermost ceramic substrate layer. A surface layer terminal electrode formed of a surface via electrode and a metal plating layer deposited on the end face thereof, and via wiring connecting the surface terminal electrode and the wiring on the ceramic substrate layer therein, the surface layer terminal electrode connecting the active element. The via hole diameter of the multilayer ceramic substrate is smaller than the via hole diameter of the surface layer terminal electrode connecting the passive element.

Description

다층 세라믹 기판, 전자부품 및 다층 세라믹 기판의 제조 방법{MULTILAYER CERAMIC SUBSTRATE, ELECTRONIC COMPONENT, AND METHOD OF MANUFACTURING MULTILAYER CERAMIC SUBSTRATE}MULTILAYER CERAMIC SUBSTRATE, ELECTRONIC COMPONENT, AND METHOD OF MANUFACTURING MULTILAYER CERAMIC SUBSTRATE}

본 발명은 다층 세라믹 기판, 전자부품 및 다층 세라믹 기판의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a multilayer ceramic substrate, an electronic component and a method for manufacturing the multilayer ceramic substrate.

휴대전화기 등, 고기능이면서 소형이 요청되는 기기가 많아지고 있는 오늘날에는, 다층 세라믹 기판이 널리 이용되고 있다. 일반적인 다층 세라믹 기판에서는, 복수의 세라믹 기판층이 적층되어 있고, 각 세라믹 기판층 사이에는 내부 배선을 가진 배선층이 형성되어 있다. 이들 배선층은 비어(via) 배선이라 불리는 배선으로 접속된다.Background Art [0002] Multi-layer ceramic substrates are widely used in today's high-performance and small sized devices such as mobile phones. In a general multilayer ceramic substrate, a plurality of ceramic substrate layers are stacked, and a wiring layer having internal wiring is formed between each ceramic substrate layer. These wiring layers are connected by wiring called via wiring.

일본국 공개특허공보 제2007-305740호 공보(특허문헌 1)에, 이러한 다층 세라믹 기판의 구조예가 개시되어 있다. 이 특허문헌 1에 개시된 다층 세라믹 기판에서는, 복수의 세라믹층이 적층되어 이루어진 세라믹 적층체와, 상기 세라믹 적층체의 한쪽 주면에 형성된 오목부와, 이 오목부의 내부에 노출하는 접속용 전극과, 상기 오목부 내에 충전되어서 상기 접속용 전극과 도통하는 도전성 수지를 주체로 하는 단자 전극을 구비한다.Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-305740 (Patent Document 1) discloses a structural example of such a multilayer ceramic substrate. In the multilayer ceramic substrate disclosed in Patent Document 1, a ceramic laminate in which a plurality of ceramic layers are laminated, a recess formed on one main surface of the ceramic laminate, a connecting electrode exposed inside the recess, A terminal electrode mainly comprising a conductive resin filled in the recess and conducting with the connecting electrode is provided.

그러나, 특허문헌 1에 개시된 다층 세라믹 기판에서는, 마더 기판(mother substrate)과의 접속 단자 전극의 내충격성을 향상시키는 것을 요지로 하고 있다. 그 때문에, 접속부에 도전성 수지를 필요로 하고 있고, 또한, 이 수지의 깊이가 100㎛인 것이 바람직한 것으로 된다. 그러나, 전극의 크기를 미세하게 하면 할수록, 수지를 충전하는 것이 곤란하여 제조가 용이하지 않다. 또, 이러한 도전성 수지의 표면에 안정적으로 금속 도금을 부착시키는 것은 현실적이지 않다. 또한, 특허문헌 1에는, Ag-Pd 합금이나 Ag-Pt 합금이, 비저항이 작아 고주파의 용도에 적합하다고 하는 것이 개시되어 있으나, 표면 실장부품을 접속하는 표면에 이용했을 때의 기계적 강도에의 영향에 대해서는 배려되어 있지 않다.However, in the multilayer ceramic substrate disclosed in Patent Document 1, the main purpose is to improve the impact resistance of the connection terminal electrode with the mother substrate. Therefore, it is preferable that conductive resin is required for the connecting portion, and that the depth of the resin is 100 µm. However, the finer the size of the electrode, the more difficult the resin is to be filled and the production is not easy. Moreover, it is not practical to make metal plating stably adhere to the surface of such conductive resin. In addition, Patent Document 1 discloses that Ag-Pd alloys and Ag-Pt alloys have a small specific resistance and are suitable for high frequency applications. However, the effect on the mechanical strength when the surface-mounting component is used for the surface to be connected is used. It is not considered about.

한편, 일본국 공개특허 제2005-286303호 공보에는, 표면의 단자 전극이 내층쪽으로 굴곡되어 절연체에 의해 피복됨으로써 단부를 보강하고, 기계적 강도가 우수한 적층 세라믹 기판을 실현하는 것이 개시되어 있지만, 굴곡되어 내층쪽으로 연장되는 보강 부분의 치수는 공정 중의 위치맞춤 정밀도를 고려했을 때 50 내지 100㎛를 필요로 하므로 소형 고밀도의 장래의 제품에 적용하는 데는 한계가 있다.On the other hand, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2005-286303 discloses that a terminal electrode on a surface is bent toward an inner layer and covered with an insulator to reinforce an end portion and to realize a laminated ceramic substrate having excellent mechanical strength. Since the dimension of the reinforcing portion extending toward the inner layer requires 50 to 100 µm in consideration of the positioning accuracy during the process, there is a limit to the application to a small, high density future product.

또, 일본국 공개특허 제2001-189550호 공보에는, 비어 구멍 도체의 표면 도출부분을 다층 세라믹 기판의 표면으로부터 20㎛ 이하만큼 오목하게(즉, 움푹 패이게 해서) 형성하고, 범프의 곡면을 오목부의 에지에 결합시킴으로써 자기위치 보정 기능(셀프 얼라인먼트(self-alignment))을 발휘시키는 기술이 개시되어 있다. 그러나, 이 특허문헌 3에 있어서도, 범프와 비어 구멍 도체를 접속했을 때의 기계적 강도는 배려되어 있지 않다. 또한, 셀프 얼라인먼트를 목적으로 하기 때문에, 오복부 깊이를 비교적 깊게 할 필요가 있다. 이와 같이 오목부를 비교적 깊게 형성할 경우, 땜납 페이스트를 인쇄 형성할 때에 오목부에 기포 형상의 흔적이 남기 쉬워 전기적 또한 기계적인 접속 신뢰성을 저해하는 일이 있다. 이때, 금속 도금을 형성해도 수축률이 큰 도전성 페이스트를 이용해서 비어 도체를 형성하고 있기 때문에, 도금약액이 비어 구멍 내벽에 부착되어서 남아, 부식이 생길 경우도 있다.In Japanese Patent Laid-Open No. 2001-189550, the surface lead portion of the via hole conductor is formed to be concave (that is, recessed) by 20 µm or less from the surface of the multilayer ceramic substrate, and the curved surface of the bump is concave. A technique for exhibiting a self position correction function (self-alignment) by coupling to a negative edge is disclosed. However, also in this patent document 3, the mechanical strength at the time of connecting bump and via-hole conductor is not considered. In addition, for the purpose of self-alignment, it is necessary to relatively deepen the depth of the abdomen. When the recesses are formed relatively deep in this manner, when the solder paste is formed by printing, bubble traces are likely to remain in the recesses, which may hinder electrical and mechanical connection reliability. At this time, since the via conductor is formed using a conductive paste having a large shrinkage rate even when metal plating is formed, the plating chemical may adhere to the inner wall of the via hole, resulting in corrosion.

그런데, 다층 세라믹 기판의 최표면에는 LGA(LAND GRID ARRAY)나 BGA(BALL GRID ARRAY)나 구형, 각형의 패드 형상 표면전극이 복잡한 배선 패턴으로서 형성된다. 이들 전극 간의 간격은 수 100 내지 150㎛ 간격으로 좁게 되어 있어, 반도체 패키지 부품의 경우에는 플립 칩 실장에 의해 더욱 좁아지는 경향에 있다. 그 때문에, 수 100㎛의 땜납 볼을 범프로 형성해서 이용하는 BGA가 주류를 이루고 있지만, 이 경우 땜납 볼의 수는 수 10개로부터 수 100개, 때로는 1000개 이상의 다방면에 걸쳐 있다. 그 수는 반도체 소자의 용도나 기능에 따라서 다양하지만, 전극 1개당 약 50gf 이상의 접속 전단 강도를 필요로 한다. 이 수치는 수 100㎛의 땜납 볼에 의한 접속으로서는 높은 레벨에 있다.By the way, LGA (LAND GRID ARRAY), BGA (BALL GRID ARRAY), spherical and square pad-shaped surface electrodes are formed on the outermost surface of the multilayer ceramic substrate as a complicated wiring pattern. The interval between these electrodes is narrowed at intervals of several 100 to 150 µm, and in the case of a semiconductor package component, there is a tendency to be further narrowed by flip chip mounting. For this reason, BGA is mainly used by forming several 100 µm solder balls as bumps, but in this case, the number of solder balls is in the range of several tens to several hundreds, sometimes 1000 or more. The number varies depending on the use and function of the semiconductor element, but requires a connection shear strength of about 50 gf or more per electrode. This value is at a high level as the connection by solder balls of several 100 mu m.

한편, 칩 부품의 경우에는 전극수가 원래 적기도 하고, 접속 강도의 확보를 우선해서 구형, 각형의 패드 형상 표면전극이나 LGA를 이용하는 수법을 선택적으로 이용할 수 있다. 그러나, 보다 고밀도이면서 고강도의 전극인 것이 바람직한 것에는 변함이 없다.On the other hand, in the case of a chip component, the number of electrodes is originally small, and a method of using spherical and rectangular pad-shaped surface electrodes or LGA can be selectively used in preference to securing connection strength. However, there is no change in what is preferable to be a higher density and higher strength electrode.

이러한 배경 하에, 고주파 성능과 절연 신뢰성 및 내부식성과 높은 기계 강 도를 겸비한 단자 전극 구조를 가진 다층 세라믹 기판과 그 제조 방법이 요구되고 있었다.Under these circumstances, a multilayer ceramic substrate having a terminal electrode structure having high frequency performance, insulation reliability, corrosion resistance, and high mechanical strength and a method of manufacturing the same have been required.

본 발명은 상기 실정을 감안해서 이루어진 것으로, 우선, 표층 단자 전극의 협소화를 도모해서 다층 세라믹 기판 자체의 소형 고밀도화를 도모하는 것을 목적의 하나로 하고 있다. 또, 단자 전극이 작게 되었다고 해도 구조적인 구성에 의해 표면 실장 부품 등과의 접합 강도를 향상시킬 수 있고, 도금약액의 잔존 등에 의한 부식의 가능성이 낮은 다층 세라믹 기판 및 그것을 이용한 전자부품, 이러한 다층 세라믹 기판의 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적의 하나로 한다.This invention is made | formed in view of the said situation, First, it aims at narrowing down the surface terminal electrode, and aiming at the compact density of the multilayer ceramic substrate itself. In addition, even if the terminal electrode is made small, the structural structure can improve the bonding strength with the surface-mounting component and the like, and the multilayer ceramic substrate having low possibility of corrosion due to the remaining of plating chemicals, electronic components using the same, and such multilayer ceramic substrate It is one of the objects to provide a method for producing the same.

본 발명의 일 형태는, 복수의 세라믹 기판층을 적층한 다층 세라믹 기판에 있어서, 표면과 이면 중 적어도 한쪽의 최표면의 세라믹 기판층에 설치되어, 표층 비어전극과 그 단면에 피착되는 금속 도금층으로 이루어진 표층 단자 전극; 및 상기 표층 단자 전극과 내부의 세라믹 기판층 상의 배선을 접속하는 비어 배선을 포함하되, 상기 표층 비어전극은, 그 단면이, 상기 최표면의 세라믹 기판층에 형성된 비어 구멍 내부에 있어서, 최표면의 세라믹 기판층 표면보다도 움푹 패인 위치에 있고, 상기 표층 비어전극의 단면에 피착된 상기 금속 도금층의 표면이 상기 최표면의 세라믹 기판층 표면과 대략 동일 평면 내지 상기 최표면의 세라믹 기판층 표면보다도 움푹 패인 위치에 있는 것으로 한 것이다. 여기에서, 상기 대략 동일 평면이란, 예를 들어, 3㎛ 정도까지이고 많아도 금속 도금층의 두께 미만의 돌출까지 허용하는 것을 의미하고 있다.One aspect of the present invention is a multilayer ceramic substrate in which a plurality of ceramic substrate layers are laminated, which is provided on a ceramic substrate layer on at least one of the front and back surfaces, and is a metal plating layer deposited on a surface via electrode and its end surface. A surface layer terminal electrode; And via wirings for connecting the surface terminal electrodes with wirings on the ceramic substrate layer therein, wherein the surface via electrodes have a cross-section of the outermost surface in a via hole formed in the ceramic substrate layer of the outermost surface. The surface of the metal plating layer deposited on the end surface of the surface via electrode is in a recessed position than the surface of the ceramic substrate layer, and the surface of the ceramic substrate layer is substantially flush with the surface of the ceramic substrate layer on the outermost surface or the surface of the ceramic substrate layer on the outermost surface. It is in position. Here, the said substantially coplanar means to allow even the projection below 3 micrometers in thickness, even if it is about 3 micrometers.

이하, 본 발명의 실시예에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1은 본 실시예에 의한 다층 세라믹 기판의 제조 공정을 나타낸 차트도이다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described, referring drawings. 1 is a chart showing a manufacturing process of a multilayer ceramic substrate according to the present embodiment.

[다층 세라믹 기판의 제조][Manufacture of Multilayer Ceramic Substrate]

본 실시예의 다층 세라믹 기판을 형성하는 공정에서는, 우선, 세라믹 그린 시트를 복수매 생성한다. 이 때문에, 유기 캐리어 필름(예를 들어, PET 필름) 위에, 저온 소성가능한 세라믹 재료의 분말과 유리 성분의 분말 및 유기 바인더, 가소제, 용제의 혼합물로 이루어진 슬러리를 닥터 블레이드법에 의해 소정 두께의 막 형상으로 형성하고, 건조시킨다(S1). 이 슬러리의 건조 후의 두께는, 목적에 따라서 다르지만, 여기서의 예에서는 대략 20 내지 200㎛로 해둔다.In the process of forming the multilayer ceramic substrate of the present embodiment, first, a plurality of ceramic green sheets are generated. For this reason, on the organic carrier film (for example, PET film), the slurry which consists of the powder of the low temperature baking ceramic material, the powder of a glass component, and the mixture of an organic binder, a plasticizer, and a solvent is a film of predetermined thickness by a doctor blade method. It is formed in a shape and dried (S1). Although the thickness after drying of this slurry differs according to the objective, in this example, it is set to about 20-200 micrometers.

또, 세라믹 그린 시트에 이용하는 저온 소결가능한 세라믹 재료로서는, 800 내지 1000℃에서 은(Ag) 등의 도체 재료(이하, "도체 페이스트"라 칭함)와 동시 소성가능한 세라믹 재료이며, 소위 LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics; 저온 동시소성 세라믹)용 세라믹스라면 어느 것이라도 사용할 수 있다. 일례로서는, 주성분인 Al, Si, Sr 및 Ti를 각각 Al2O3, SiO2, SrO, TiO2로 환산했을 때, Al2O3: 10 내지 60질량%, SiO2: 25 내지 60질량%, SrO: 7.5 내지 50질량%, TiO2: 20질량% 이하(0를 포함함)이며, 그 주성분 100질량부에 대해서, 부성분으로서, Bi, Na 및 K의 군 중 적어도 1종을 Bi2O3 환산으로 0.1 내지 10질량부, Na2O 환산으로 0.1 내지 5질량부, K2O 환산으로 0.1 내지 5질량부 함유하고, 또한, Cu, Mn 및 Ag의 군 중 적 어도 1종을 CuO 환산으로 0.01 내지 5질량부, MnO2 환산으로 0.01 내지 5질량부, Ag를 0.01 내지 5질량부 함유하며, 기타 불가피 불순물을 함유하고 있는 혼합물을 일단 700℃ 내지 850℃로 가소하고, 이것을 분쇄해서 평균 입자 직경 0.6 내지 2㎛의 미분쇄 입자로 이루어진 유전체 자기 조성물을 들 수 있다.In addition, the low-temperature sinterable ceramic material used for the ceramic green sheet is a ceramic material capable of co-firing with a conductor material such as silver (Ag) (hereinafter referred to as "conductor paste") at 800 to 1000 ° C, so-called LTCC (Low Temperature). Any ceramics for Co-fired Ceramics can be used. When converted, the main component of Al, Si, Sr and Ti as an example to Al 2 O 3, SiO 2, SrO, TiO 2, respectively, Al 2 O 3: 10 to 60% by mass, SiO 2: 25 to 60 mass% , SrO: 7.5 to 50% by mass, TiO 2 : 20% by mass or less (including 0), and at least one of the groups Bi, Na, and K is Bi 2 O as a subcomponent with respect to 100 parts by mass of the main component. 0.1 to 10 parts by mass in terms of 3 , 0.1 to 5 parts by mass in terms of Na 2 O, 0.1 to 5 parts by mass in terms of K 2 O, and at least one of Cu, Mn and Ag in terms of CuO 0.01 to 5 parts by mass, 0.01 to 5 parts by mass in terms of MnO 2 , 0.01 to 5 parts by mass of Ag, and once the mixture containing other unavoidable impurities is calcined to 700 ° C. to 850 ° C., which is then ground and averaged. And dielectric ceramic compositions composed of finely ground particles having a particle diameter of 0.6 to 2 mu m.

또한, 저온 소성가능한 세라믹 그린 시트의 생성은, 여기서 기술한 닥터 블레이드법에 한정되지 않고, 예를 들어, 압연(압출)법, 인쇄법, 잉크젯식 도포법, 전사법 등에 의해서 행해도 된다. 세라믹 그린 시트로 한 경우에는, 다음에, 그것을 재단해서 복수의 세라믹 그린 시트를 얻는다(S2). 그린 시트로 취급하는 것은 용이하지만, 재단하지 않고 롤 형태로 감기/풀기를 반복하면서 이후의 인쇄 등의 공정에 제공하는 것도 합리적인 제조 방법이다.In addition, the production of the ceramic green sheet which can be fired at low temperature is not limited to the doctor blade method described herein, but may be performed by, for example, a rolling (extrusion) method, a printing method, an inkjet coating method, a transfer method, or the like. In the case of using a ceramic green sheet, it is cut next to obtain a plurality of ceramic green sheets (S2). Although it is easy to handle with a green sheet, it is also a reasonable manufacturing method to provide it to processes, such as printing, after repeating winding / unwinding in roll form without cutting.

그리고, 각 세라믹 그린 시트에, 목적으로 하는 회로에 따라서, 레이저 등을 이용해서 비어 구멍을 형성하고(S3), 인쇄 스크린을 거쳐서 각 비어 구멍에 은(Ag)을 주성분으로 하는 도체 페이스트를 배치하고, 스퀴지(squeegee)로 비어 구멍에 도체 페이스트를 압입하고, 또한, 과잉의 도체 페이스트를 벗겨냄으로써 비어 도체를 제작한다(S4). 또, 상부 표면의 제1층의 세라믹 그린 시트를 포함하는 각 세라믹 그린 시트의 표면에는, 은(Ag) 등의 도체 페이스트를 이용하여, 목적으로 하는 회로에 대응하는 도체 패턴을 5 내지 35㎛ 두께로 인쇄해서 형성한다(S5). 이들 도체 패턴에 의해 인덕터, 전송 선로, 컨덴서, 접지 전극 등의 내부 배선을 형성하고, 상기 비어 도체에 의한 비어 배선에 의해 서로 접속해서 목적으로 하는 회로 배선을 구성하는 것이다. 또한, 비어 구멍은 기계식의 펀처(기계식 펀처)에 의해 구멍 뚫기를 행해도 된다.In each ceramic green sheet, via holes are formed using a laser or the like according to the desired circuit (S3), and a conductor paste containing silver (Ag) as a main component is placed in each via hole through a printing screen. The via conductor is pressed into the via hole with a squeegee and the excess conductor paste is peeled off to produce the via conductor (S4). In addition, on the surface of each ceramic green sheet including the ceramic green sheet of the first layer on the upper surface, a conductor pattern corresponding to the target circuit is formed by using a conductor paste such as silver (Ag) in a thickness of 5 to 35 µm. It is formed by printing (S5). Internal conductors such as an inductor, a transmission line, a capacitor and a ground electrode are formed by these conductor patterns, and they are connected to each other by via wires by the via conductors to form a target circuit wire. In addition, the via hole may be drilled by a mechanical puncher (mechanical puncher).

또한, 상부 표면의 제1층의 세라믹 그린 시트의 경우에는, 미소한 도체 패턴이 협소하게 근접하여, 소형 탑재 부품이나 반도체 부품을 다수 탑재할 수 있도록 인쇄가 행해질 필요가 있다. 이때, 비어 구멍을, Ag를 주체로 하는 도체 페이스트로 충전 인쇄하는 공정과 표면 도체 패턴을 형성하는 공정을 복수 회에 걸쳐서 중첩하도록 행하면 위치 어긋남이 일어나기 쉽기 때문에 고밀도를 실현하는 것이 어렵다. 그 때문에, 비어 구멍의 충전 인쇄는 표면 도체 패턴의 인쇄도 겸해서 1회로 행하는 것으로 해도 된다.In addition, in the case of the ceramic green sheet of the first layer on the upper surface, it is necessary that the fine conductor pattern be narrowly approached so that printing can be carried out so that a large number of small mounting components or semiconductor components can be mounted. At this time, if the via hole is filled with a conductive paste mainly composed of Ag and the step of forming the surface conductor pattern over a plurality of times, positional shifting is likely to occur, which makes it difficult to achieve high density. Therefore, the filling printing of the via hole may also be performed in one time as well as printing of the surface conductor pattern.

다음에, 비어 도체 및/또는 도체 패턴을 형성한 복수의 세라믹 그린 시트를 프레스에 의해서 압착하고(S6), 캐리어 필름을 박리하는 공정(S7)을 세라믹 기판층의 수만큼 반복해서 적층하여, 미소결 다층 세라믹 적층체(이하, 간략하게, 「미소결 다층 세라믹체」라 칭함)를 생성한다.Next, the plurality of ceramic green sheets on which the via conductors and / or the conductor patterns are formed are pressed by pressing (S6), and the step (S7) of peeling the carrier film is repeatedly repeated as many as the number of ceramic substrate layers to form a minute. A multilayer multilayer ceramic laminate (hereinafter, simply referred to as "unsintered multilayer ceramic body") is produced.

일례로서, 미소결 다층 세라믹체의 최표면 쪽에 위치하는 것으로 되는 세라믹 그린 시트를, 고정용 필름 위에 세트하고, 금형에서 소정의 압력, 온도, 시간에서 프레스해서 압착한다. 예를 들어, 압력 1 내지 5㎫(10 내지 50㎏f/㎠), 온도 30 내지 60℃, 시간 3 내지 15초 등으로 한다. 열압착 상하의 금형은 히터를 내장한 단순한 평판 형상이어도 된다. 프레스에 의한 압착이 끝나면, 세라믹 그린 시트의 캐리어 필름을 박리한다. 이때, 그린 시트는 고정용 필름에 고정되어 있어, 캐리어 필름의 박리 시 함께 박리되는 일은 없다.As an example, the ceramic green sheet which is located on the outermost surface side of the green multilayer ceramic body is set on the fixing film, pressed in a mold at a predetermined pressure, temperature, and time to be pressed. For example, the pressure is 1 to 5 MPa (10 to 50 kgf / cm 2), the temperature is 30 to 60 ° C., the time is 3 to 15 seconds, or the like. The mold above and below thermocompression bonding may have a simple flat plate shape with a built-in heater. After the pressing by the press is completed, the carrier film of the ceramic green sheet is peeled off. At this time, the green sheet is fixed to the film for fixing and does not peel together at the time of peeling of a carrier film.

다음에, 제2층째의 세라믹 그린 시트를 적층한다. 세라믹 그린 시트에는, 내부 회로 배선을 구성하는 도체 패턴이 인쇄되어 있다. 세라믹 그린 시트의 주면이 제1층의 세라믹 그린 시트에 접하도록 세트하고, 제1층의 세라믹 그린 시트의 경우와 마찬가지로, 프레스해서 압착한다. 이때, 프레스 온도를 인쇄 페이스트 내의 점착제가 연화 고착되는 온도로 하면, 가압력에 의해 인쇄부가 상대쪽의 세라믹 그린 시트와 접합된다. 따라서, 세라믹 그린 시트끼리는, 인쇄 도체 페이스트를 거쳐서 결합된다. 또한, 전극이 없이 세라믹층끼리 직접 접촉하는 곳도, 전극을 사이에 둘 경우와 마찬가지로 연화되어서 고착되어 결합한다. 이때의 압착 온도는 점착제의 종류에도 의존하지만, 보통 40 내지 90℃ 정도의 저온이어도 되고, 접합 강도는 가압력을 변화시킴으로써 조정할 수 있다. 압착 후, 세라믹 그린 시트의 캐리어 필름을 박리한다. 제3층의 세라믹 그린 시트 이후는, 제2층째의 세라믹 그린 시트와 마찬가지의 공정으로 적층한다. 또한, 적층체를 강력하게 일체화시키기 위해서, 전체를 적층한 후, 더욱 압착 공정을 행해도 된다.Next, the ceramic green sheet of the second layer is laminated. The conductive pattern constituting the internal circuit wiring is printed on the ceramic green sheet. It sets so that the main surface of a ceramic green sheet may contact the ceramic green sheet of a 1st layer, and it presses and crimps similarly to the case of the ceramic green sheet of a 1st layer. At this time, when the press temperature is a temperature at which the pressure-sensitive adhesive in the printing paste softens and adheres, the printing portion is bonded to the opposite ceramic green sheet by the pressing force. Therefore, the ceramic green sheets are bonded via the printed conductor paste. Also, where the ceramic layers are in direct contact with each other without electrodes, they are softened and fixed as in the case of sandwiching the electrodes. Although the crimping | compression-bonding temperature at this time also depends on the kind of adhesive, the low temperature of about 40-90 degreeC may be sufficient, and joining strength can be adjusted by changing a pressing force. After the pressing, the carrier film of the ceramic green sheet is peeled off. After the ceramic green sheet of the third layer, the laminate is laminated in the same process as the ceramic green sheet of the second layer. Moreover, in order to integrate a laminated body strongly, you may perform a crimping process further after laminating | stacking the whole.

또한, 압착, 박리, 적층의 일련의 공정의 일부 혹은 전부를 감압한 분위기 하에서 행해도 된다. 이와 같이 하면, 세라믹 그린 시트 간의 기포를 제거하기 쉬워, 적층 시의 치수정밀도를 유지하여, 디라미네이션(delamination)을 감소시킬 수 있다.In addition, you may perform part or all of a series of processes of crimping | bonding, peeling, and lamination in the atmosphere which reduced pressure. By doing in this way, the bubble between ceramic green sheets is easy to be removed, the dimensional precision at the time of lamination | stacking can be maintained, and delamination can be reduced.

본 실시예에서는, 이와 같이 해서 얻어진 미소결 다층 세라믹체의 밑면(최표면의 세라믹 기판층 표면과 대향하는 반대면)에, Ag를 주체로 하는 도체 페이스트를 이용하여, 목적으로 하는 회로에 따라서, 밑면쪽의 표층 전극을 인쇄 형성한 다(S8).In this embodiment, a conductor paste mainly composed of Ag is used on the underside of the green micro multilayer ceramic body thus obtained (opposite side opposite to the surface of the ceramic substrate layer on the outermost surface), and according to the intended circuit, The bottom surface electrode is printed and formed (S8).

또, 기판 표면과 밑면의 도체 패턴 주위에는 오버코트재를 적절하게 형성해도 된다. 이 오버코트재의 재질로서는, 소결 수축 특성이나 열팽창 특성이 미소결 다층 세라믹체의 소재와 근사한 것이 바람직하다. 예를 들어, 세라믹 그린 시트와 동일한 재질의 슬러리에 코트 부분의 시인성(즉, 육안 인식성)을 향상시키는 바와 같은 기능을 부여하기 위한 첨가 성분을 가한 것을 들 수 있다. 표면 도체 패턴의 가장자리에 오버코트를 피복해서 전극 피복 영역을 형성함으로써, 표면의 도체 패턴의 기계적 보호와, 이후의 공정에서 도체 패턴 위에 마련된 땜납이 유출되어 도전부와 접촉하는 등의 단락 방지가 가능하다. 또, 기체 표면의 도체 패턴과 오버코트재는 반드시 미소결 다층 세라믹체의 상태로 마련할 필요는 없고, 소결 후의 다층 세라믹 기판에 대해서 형성해도 무방하다.Moreover, you may form an overcoat material suitably around the board | substrate surface and the conductor pattern of a bottom surface. As a material of this overcoat material, it is preferable that a sintering shrinkage characteristic and a thermal expansion characteristic approximate the raw material of a microcrystalline multilayer ceramic body. For example, what added the additive component for giving the function which improves the visibility (namely, visual recognition) of a coating part to the slurry of the same material as a ceramic green sheet is mentioned. By forming an electrode coating region by coating the overcoat on the edge of the surface conductor pattern, it is possible to prevent mechanical protection of the conductor pattern on the surface and short-circuit such that solder provided on the conductor pattern in a subsequent step flows out and comes into contact with the conductive portion. . In addition, the conductor pattern and the overcoat material of the base surface do not necessarily need to be provided in the state of a microcrystalline multilayer ceramic body, and may be formed with respect to the multilayer ceramic substrate after sintering.

본 실시예에서는, 이와 같이 해서 얻어진 미소결 다층 세라믹체를, CIP(Cold Isostatic Press) 장치에서, 10 내지 40㎫(100 내지 400㎏f/㎠), 85℃에서 열압착하고, 각 층이 일체화한 미소결 다층 세라믹체로 한다.In this embodiment, the microcrystalline multilayer ceramic body thus obtained is thermocompressed at 10 to 40 MPa (100 to 400 kgf / cm 2) and 85 ° C. in a CIP (Cold Isostatic Press) apparatus, and each layer is integrated. One micro multilayer ceramic body is used.

다음에, 미소결 다층 세라믹체의 표면에 나이프 커터 등의 지그에 의해 잘라낸 홈을 형성하여, 분할홈을 형성한다(S9). 이 분할홈은 집합 기판의 크기나 제품 기판의 크기에 따라서 다른 형상으로 형성된다. 분할홈은, 회로를 구성하는 도체 패턴을 손상시키는 바와 같은 악영향이 없도록, 충분한 치수의 여유를 가지고 형성되어, 평면적으로 보아서 도체 단부로부터 대략 100 내지 250㎛ 정도의 거리를 두고 형성된다. 이 분할홈은, 예를 들어, V자형의 홈으로, 깊이는 예를 들어, 분할 홈을 상하 양면에 넣을 경우, 양면의 홈 깊이의 총합이 미소결 다층 세라믹체의 두께의 30% 이하로 되도록 한다. 이 깊이는, 미소결 다층 세라믹체의 두께에 따라서 다르지만, 일반적으로 0.01 내지 0.2㎜ 정도로 해둔다. 이 깊이가 지나치게 깊으면 커터의 이형이 나빠 변형을 일으키기 쉬워져, 소결 과정에서 균열의 기점으로 되기 때문이다. 또, 분할홈은 반드시 양면에 형성할 필요는 없고, 윗면이나 밑면의 어느 한쪽이어도 무방하다.Next, grooves cut out by a jig such as a knife cutter are formed on the surface of the green multilayer ceramic body to form divided grooves (S9). The division grooves are formed in different shapes depending on the size of the aggregated substrate and the size of the product substrate. The dividing grooves are formed with a sufficient margin so as not to adversely affect the conductor pattern constituting the circuit, and are formed at a distance of about 100 to 250 占 퐉 from the conductor end in plan view. The divided grooves are, for example, V-shaped grooves, and the depth thereof is, for example, when the divided grooves are placed on the upper and lower sides so that the sum of the groove depths on both sides becomes 30% or less of the thickness of the green multilayer ceramic body. do. This depth varies depending on the thickness of the green multilayer ceramic body, but is generally set at about 0.01 to 0.2 mm. This is because when the depth is too deep, the cutter is poor in deformation, which tends to cause deformation, and thus becomes a starting point of cracking during the sintering process. In addition, the dividing groove does not necessarily need to be formed on both surfaces, and may be either one of the upper surface and the lower surface.

또한, 분할 방법은 반드시 V자형의 홈을 따라서 나누는 방법뿐만 아니라, 홈을 형성하지 않고 나중의 소성공정 후에 다이싱이나 스크라이빙 방법을 이용하는 것에 의하더라도 무방하다.In addition, the dividing method may be not only a method of dividing along a V-shaped groove, but also a dicing or scribing method after a later firing step without forming a groove.

다음에, 미소결 다층 세라믹체를 소성로 내에서, 소결 온도인 800 내지 1000℃에서 일체 소성을 행한다(S10). 이 단계에서는, 비어 구멍의 단면에서는, 도 2의 (a)에 예시한 바와 같이, 외부 단자 전극의 일부인 표층 비어전극의 표면(F)과, 최표면의 세라믹 기판층 표면(S)과는 대략 동일면 위에 있다.Next, the unfired multilayer ceramic body is integrally fired at a sintering temperature of 800 to 1000 ° C. in a firing furnace (S10). In this step, in the cross section of the via hole, as illustrated in FIG. 2A, the surface F of the surface layer via electrode which is a part of the external terminal electrode and the outermost surface of the ceramic substrate layer S are approximately. It is on the same side.

[표층 비어전극의 에칭][Etching of the surface via electrode]

본 실시예에서는, 여기서 표층 비어전극(여기에서는 Ag)을 용해시키는 작용을 가진 에칭액에 침지하고, 표층 비어전극의 일부를 제거한다(S11). 즉, 이 단계에서 비어 구멍의 단면에서는 도 2의 (b)에 예시한 바와 같이, 표층 비어전극의 표면(F)이, 비어 구멍 내부에 있어서, 최표면의 세라믹 기판층 표면(S)에 대해서 오목하게 되는 위치까지 에칭된다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 이 표층 비어전극 위에 도금층이 형성된 후에는 여기서의 표면을 단면이라고 호칭하여 구별한다. 여 기에서 에칭 용액은, 질산, 왕수 혹은 과산화수소 중 어느 하나를 함유하는 혼합액을 이용할 수 있다. 사용하는 도체 재료가 구리 또는 구리를 주성분으로 하는 합금 등의 경우에는 과황산 암모늄을 에칭액으로서 이용하는 것도 가능하다. 그것에 의해 표층 비어전극의 표면을, 최표면의 세라믹 기판층 표면에 대해서 움푹 패이게 하고, 또한, 바람직한 표면성상을 얻을 수 있다. 이것에 의해 후공정에서 전극 위에 Ni 도금, Au 도금 등이 고품질로 성막될 수 있다. 즉, 에칭액을 이용함으로써, 비어 구멍 내벽의 요철에 달라 붙은 Ag도 용해·제거할 수 있어, 달라붙음 강도(앵커 효과) 향상에 기여할 수 있다. 또한, 이 에칭 처리를 행함으로써, 비어 구멍 표면이 충분히 젖어서 미소한 기포가 제거되므로, 그 후의 도금 공정에서의 미소한 석출 결함에 의한 불량을 방지할 수 있다.In the present embodiment, the surface via electrode (here, Ag) is immersed in an etching solution having a function of dissolving, thereby removing a part of the surface via electrode (S11). That is, in this step, in the cross section of the via hole, as illustrated in FIG. 2B, the surface F of the surface via electrode is located in the via hole with respect to the ceramic substrate layer surface S of the outermost surface. It is etched to the position where it becomes concave. In addition, in the following description, after a plating layer is formed on this surface via electrode, the surface here is called a cross section, and it distinguishes. Here, as the etching solution, a mixed solution containing any one of nitric acid, aqua regia or hydrogen peroxide can be used. When the conductor material to be used is copper or an alloy containing copper as a main component, ammonium persulfate can also be used as an etching solution. Thereby, the surface of the surface via electrode can be recessed with respect to the surface of the ceramic substrate layer of the outermost surface, and a preferable surface property can be obtained. Thereby, Ni plating, Au plating, etc. can be formed into a high quality film on an electrode in a post process. That is, by using etching liquid, Ag stuck to the unevenness | corrugation of a via hole inner wall can also be melt | dissolved and removed, and can contribute to the sticking strength (anchor effect) improvement. Moreover, by performing this etching process, since the via hole surface becomes wet enough and a micro bubble is removed, the defect by the micro precipitation defect in a subsequent plating process can be prevented.

표층 비어전극을 용해시킴에 있어서는, 전극에의 손상을 발생시키지 않고, 또, 전극과 세라믹스와의 밀착 강도를 저하시키는 일없이 충분한 에칭 효과를 얻기 위하여, 에칭액의 종류나, 농도, 온도를 조정해둔다. 이 조정은 실험적으로 또한 경험적으로 설정하는 것으로 되지만, 일례로서는, 질산에서는 1 내지 20용량%, 왕수에서 1 내지 25용량%, 과산화수소수를 함유하는 에칭액에서 1 내지 30용량%, 또, 염산 1 내지 30용량%를 함유하는 것이 바람직하다. 에칭 욕조 내의 교반 방법에도 충분한 주의를 기울이는 것이 필요하다. 또, 매회의 에칭 공정에서는 남은 전극의 두께를 형광 X선 등의 측정 방법을 이용해서 측정하여, 에칭 전의 두께와 비교함으로써 에칭 반응 속도를 확인하고, 엄밀하게 공정조건을 관리한다. 또한, 에칭액의 성분에 휘발하기 쉬운 성분이나 분해되기 쉬운 성분을 함유할 때에는, 정 기적으로 액의 샘플을 채집해서 적정하여 성분마다의 농도를 감시하는 것이 바람직하다. 액에 용출하는 에칭된 도체 금속의 농도의 감시도 전적으로 마찬가지로 정기적으로 행해진다.In dissolving the surface via electrode, the type, concentration, and temperature of the etching solution are adjusted to obtain a sufficient etching effect without causing damage to the electrode and lowering the adhesion strength between the electrode and the ceramics. . This adjustment is to be set experimentally and empirically, but for example, 1 to 20% by volume in nitric acid, 1 to 25% by volume in aqua regia, 1 to 30% by volume in etching solution containing hydrogen peroxide, and 1 to hydrochloric acid. It is preferable to contain 30 volume%. It is also necessary to pay sufficient attention to the stirring method in the etching bath. In each etching step, the remaining electrode thickness is measured using a measuring method such as fluorescent X-ray, and compared with the thickness before etching to confirm the etching reaction rate and to strictly control the process conditions. In addition, when the component of an etching liquid contains a component which is easy to volatilize, or a component which is easy to decompose, it is preferable to collect a sample of a liquid regularly, and to titrate and monitor the density | concentration for every component. The monitoring of the concentration of the etched conductor metal eluted in the liquid is also performed on a regular basis as well.

또한, 에칭에 의한 오목부 깊이 등의 양적인 제어에 대해서는, 에칭액의 종류, 농도, 온도를 제어해서 행한다. 단, 예를 들어, 농도를 극단적으로 엷게 하면 소량의 처리만으로 에칭액의 성능이 열화하기 쉬워져, 빈번하게 조정을 하지 않으면 안되므로 농도를 지나치게 엷게 하지 않는 것이 필요하다. 또, 온도는 에칭액의 주성분이 휘발성인 것이 많기 때문에 50℃ 이하로 하는 것이 적당하다. 이것보다 온도가 높다면, 에칭액의 농도나 성분의 배합비가 변동하기 쉬워지기 때문이다. 또한, 에칭액의 순환과 세라믹 기판의 상하 이동이나 회전 등의 교반 조작은, 에칭액의 균일화도 포함해서 반응속도를 제어하는 데 효과적이다. 이들 조정 방법을 조합시킨 뒤에, 처리 배취(batch)마다 혹은 로트마다 감시를 행하면서 에칭 처리 시간에 미세 조정을 행하는 것이 바람직하다.In addition, about quantitative control, such as the depth of a recessed part by etching, it controls by the kind, density | concentration, and temperature of etching liquid. However, if the concentration is extremely thin, for example, the performance of the etching liquid is likely to deteriorate with only a small amount of processing, and it is necessary to adjust the frequency frequently so that the concentration is not too thin. Moreover, since the main component of etching liquid is often volatile, it is suitable to set temperature as 50 degrees C or less. This is because if the temperature is higher than this, the concentration of the etching solution and the compounding ratio of the components are likely to change. In addition, stirring operations such as circulation of the etching liquid and vertical movement and rotation of the ceramic substrate are effective for controlling the reaction speed including the uniformity of the etching liquid. After combining these adjustment methods, it is preferable to perform fine adjustment at the etching process time, monitoring each batch of batch or every lot.

이러한 에칭 처리에 대해서는, 에칭액에 침지하는 방법 이외에, 롤러 형상의 도포 헤드로 전사하는 바와 같이 에칭액을 도포하는 방법이나, 수평으로 유지한 세라믹 기판에 대해서 에칭액을 밑에서부터 분수 형상으로 뿜어 올리는 방법 등이어도 된다. 이들 방법에서는 유지하는 기판의 단부를 고무패킹 등으로 눌러서 실링함으로써, 반대면에의 에칭액의 돌아들어감을 없게 해서 매 편면(片面)의 처리를 행해도 된다. 패킹재로 실링하는 면은 장치의 설계와 에칭액의 종류나 성질에 따라서 선택하면 된다. 통상은 반도체나 소형 칩 부품이 탑재되는 윗면에 미소한 표 층 단자 전극이 편재하므로, 이러한 상부 표층에 본 발명의 표층 단자 전극의 구조가 유효하다. 그러나, 반대쪽의 하부 표층(밑면)은 1㎜이거나 그것 이상의 큰 치수의 LGA(LAND GRID ARRAY) 전극이 20 내지 30군데 정도 설치되는 것뿐인 경우도 많고, 전극 크기가 커서 강도를 높게 취할 수 있는 하부 표층(밑면)에서는, 본 실시예의 단자 전극 구조를 반드시 필요로 하지 않을 경우도 있다. 이러한 경우, 상기의 편면 처리는 종종 유효하게 된다. 편면 처리는, 나중의 헹굼 공정에 필요한 물의 양이 적어도 되는 등 환경 부하에도 우수하고, 또, 건조를 포함시킨 설비 설계와 공정 관리 전체도 용이하고 또한 저렴해진다고 하는 제조 공정 상에도 이점이 있다.For such etching treatment, in addition to the method of immersion in the etchant, a method of applying the etchant as transferred to a roller-shaped coating head, a method of spraying the etchant in a fractional shape from the bottom, or the like on a horizontally held ceramic substrate may be employed. do. In these methods, the end portion of the substrate to be held may be sealed by pressing with rubber packing or the like, so that the etching liquid on the opposite surface can be prevented from being returned to each single surface. What is necessary is just to select the surface to seal with a packing material according to a design of an apparatus, and the kind and property of etching liquid. Usually, since a small surface layer terminal electrode is unevenly distributed on the upper surface on which semiconductors or small chip components are mounted, the structure of the surface layer terminal electrode of the present invention is effective for such an upper surface layer. However, the lower surface layer (bottom surface) on the opposite side is often provided with only about 20 to 30 LGA (LAND GRID ARRAY) electrodes having a large dimension of 1 mm or more. In the surface layer (bottom surface), the terminal electrode structure of this embodiment may not necessarily be required. In such a case, the one-sided treatment is often effective. Single-side treatment is also excellent in environmental load, such as the minimum amount of water required for the subsequent rinsing step, and also has an advantage on the manufacturing process in which the design of equipment including drying and the overall process management are easy and inexpensive.

[금속 도금층][Metal Plating Layer]

그런데, 에칭 처리 뒤에는 충분한 헹굼을 행하고(S12), 계속해서 도금을 행한다(S13). 이 도금 공정에서는 복잡한 회로 구조의 부품이라도 균등하게 도금이 형성되도록, 무전해 도금을 행하는 것이 일반적이다. 일례로서는, Ni 바탕 도금 3 내지 10㎛, 계속해서 Au 도금 0.03 내지 0.5㎛를 피착시킨다. 여기서 Ni 바탕 도금층이 제품으로서 사용될 때에 원치않는 확산 등 화학반응을 일으키는 것을 방지하기 위해서, Au 도금과의 사이에는 버퍼층을 도금하는 것으로 해도 된다.By the way, after an etching process, sufficient rinse is performed (S12) and plating is continued (S13). In this plating process, it is common to perform electroless plating so that plating may be uniformly formed even in a component having a complicated circuit structure. As an example, Ni based plating 3-10 micrometers, and then Au plating 0.03-0.5 micrometer are deposited. Here, in order to prevent the chemical reaction such as unwanted diffusion when Ni-based plating layer is used as a product, the buffer layer may be plated between Au plating.

이 도금 공정에 의해, 도 2의 (c)에 나타낸 바와 같이 표층 비어전극(F) 위에 금속 도금층(M)을 피착시키고, 또한, 그 금속 도금층의 표면(MF)과, 최표면의 세라믹 기판층 표면(S)이 대략 동일면을 이루도록(후술하는 바와 같이, 돌출이 금속 도금층의 두께 미만(전술한 예에서는 기껏해야 3㎛까지)으로 되도록) 한다. 구 체적으로는, 이 금속 도금층의 표면에는 땜납 볼 등을 얹어 놓은 것으로 되므로, 크게 돌출시키지 않고, 또한, 깊은 오목부를 형성하지 않도록 하는 것이 바람직하다. 이 범위로서는 경험적으로, 볼록부로 되는 방향으로, 최표면의 세라믹 기판층 표면(S)으로부터 3㎛ 이하, 보다 바람직하게는 오목부로 되는 방향으로 최표면의 세라믹 기판층 표면(S)으로부터 3㎛ 정도 깊은 위치에 있고, 10㎛ 이하까지의 깊이로 되어 있는 것이 바람직하다. 이상에 의해서, 표층 비어전극(F)과, 그 상부(단면)에 피착되는 금속 도금층(M)으로 이루어진 표층 단자 전극을 형성한다. 이때, 금속 도금층은, 표층 비어전극의 단면과의 사이와, 비어 구멍 내벽과의 사이에 공공(空孔)이나 간극이 없이 요철을 따라서 치밀하게 밀착하고 있는 것이 중요하다. By this plating process, as shown to Fig.2 (c), the metal plating layer M is deposited on the surface via electrode F, and the surface MF of this metal plating layer and the ceramic substrate layer of the outermost surface are deposited. The surface S is approximately flush with the surface (as described later, so that the protrusion is less than the thickness of the metal plating layer (up to 3 m in the above example)). Specifically, since a solder ball or the like is placed on the surface of the metal plating layer, it is preferable not to protrude largely and to not form a deep recess. As this range empirically, it is 3 micrometers or less from the ceramic substrate layer surface S of outermost surface in the direction which becomes a convex part, More preferably, it is about 3 micrometers from the ceramic substrate layer surface S of the outermost surface in the direction which becomes a recessed part. It is preferable to be in a deep position and to be a depth to 10 micrometers or less. By the above, the surface layer terminal electrode which consists of surface via electrode F and the metal plating layer M adhered on the upper surface (cross section) is formed. At this time, it is important that the metal plating layer is closely adhered along the unevenness without voids or gaps between the end face of the surface layer via electrode and the inner wall of the via hole.

[무수축공법의 경우][In the case of non-shrinkage method]

또, 공정 S9, 분할홈의 형성 후에, 소성 중에 기판이 수축하지 않도록 구속하는 구속용 그린 시트를 미소결 다층 세라믹체 표면에 배치하여, 소위 무수축공법을 사용해도 된다. 여기서 구속용 그린 시트는, 미소결 다층 세라믹체의 소성온도에서는 소결하지 않는 무기재료에 유기 바인더, 가소제, 용제를 가한 세라믹 슬러리를 제작하고, 이것을 닥터 블레이드법으로 캐리어 필름 위에 소정 두께(예를 들어, 100 내지 200㎛)로 성막해서 형성한다.In addition, after the step S9 and the formation of the divided grooves, a restraining green sheet that restrains the substrate from shrinking during firing may be disposed on the surface of the green multilayer ceramic body, and a so-called non-shrinkage method may be used. Herein, the green sheet for restraint fabricates a ceramic slurry in which an organic binder, a plasticizer, and a solvent are added to an inorganic material that is not sintered at the firing temperature of the green multilayer ceramic body. , 100 to 200 m).

이 구속용 그린 시트에 이용하는 세라믹 재료는, 세라믹 그린 시트에 이용한 유리 세라믹 재료의 소성 온도(800 내지 1000℃ 정도)에서는 소결하지 않는 것으로 미소결 다층 세라믹체의 표면을 수축시키지 않는 기능이 있는 것이면 된다. 무기재료로서는 알루미나를 이용하는 것이 일반적이다. 또한, 유기 바인더, 가소제, 용제는 세라믹 그린 시트에 이용한 것과 마찬가지인 것이 사용가능하다.The ceramic material used for the restraining green sheet does not sinter at the firing temperature (about 800 to 1000 ° C) of the glass ceramic material used for the ceramic green sheet, and may have a function of not shrinking the surface of the green multilayer ceramic body. . It is common to use alumina as an inorganic material. Moreover, the thing similar to what was used for the ceramic green sheet can be used for an organic binder, a plasticizer, and a solvent.

그리고, 소결 공정에 앞서서, 미소결 다층 세라믹체의 윗면 및 밑면에 각각, 구속용 그린 시트를 위치 맞춤하고, 그 구속용 그린 시트의 두께가 200㎛ 정도로 되도록 적층하며, CIP장치에서, 10 내지 40㎫(100 내지 400㎏f/㎠), 85℃에서 열압착하여, 구속용 그린 시트로 이루어진 구속층과 미소결 다층 세라믹체를 일체화한 적층체를 얻는다.Then, prior to the sintering step, the restraint green sheet is positioned on the top and bottom surfaces of the microcrystalline multilayer ceramic body, respectively, and laminated so that the restraint green sheet has a thickness of about 200 µm, and in the CIP apparatus, 10 to 40 By thermocompression bonding at MPa (100-400 kgf / cm <2>) and 85 degreeC, the laminated body which integrated the restraint layer which consists of restraint green sheets, and a microcrystalline multilayer ceramic body is obtained.

다음에, 이 적층체를 처리 S10에서 소성로 내에서, 구속층의 탈바인더를 적절하게 행하면서, 미소결 다층 세라믹체가 소결하는 온도인 800 내지 1000℃에서 일체 소성을 행한다.Next, this laminated body is integrally baked at 800-1000 degreeC which is the temperature which a micro multilayer ceramic body sinters, carrying out binder removal of a restraint layer suitably in the baking furnace in process S10.

또한, 이와 같이 구속용 그린 시트를 이용한 경우, 소성 후의 무기 입자의 대부분은 간단히 제거할 수 있지만, 표층 비어전극 위에 잔류한 무기 입자는 용이하게는 제거할 수 없는 일이 있다. 이러한 경우, 초음파 세정을 행하여 잔류 무기 입자를 제거하는 것이 효과적이다. 여기서 에칭(처리 S11)의 전처리 과정을 겸해서 에칭액 중에서 초음파 세정을 행하면 표층 비어전극(Ag)의 표면을 에칭하는 동시에 무기 입자를 제거할 수 있으므로 바람직하다. 또한, 헹굼 과정(S12)에 있어서도 초음파 세정을 행하여, 클리닝을 확실한 것으로 해도 된다.In this way, when the restraining green sheet is used, most of the inorganic particles after firing can be easily removed, but inorganic particles remaining on the surface via electrode may not be easily removed. In such a case, it is effective to perform ultrasonic cleaning to remove residual inorganic particles. Ultrasonic cleaning in the etching solution as well as the pretreatment of the etching (process S11) is preferable because the surface of the surface via electrode Ag can be etched and the inorganic particles can be removed. In addition, in the rinsing step S12, ultrasonic cleaning may be performed to ensure cleaning.

[비어 구멍과 표층 단자 전극의 형태][Shape Holes and Shapes of Surface Terminal Electrodes]

그런데, 처리 S3의 비어 구멍을 형성함에 있어서는, 도 3에 예시한 바와 같이, 그 비어 구멍을, 최표면(S)을 향해서 넓어지는 테이퍼 구멍 형상으로 형성해도 된다.By the way, in forming the via hole of process S3, you may form the via hole in the taper hole shape which spreads toward the outermost surface S, as illustrated in FIG.

비어 구멍이 테이퍼 형상으로 되어 있는 것에 의해서 금속 도금층과 접촉하는 세라믹의 측면 거리가 증대하고, 나아가서는 금속 도금층이 비어 구멍 내벽과 접촉하는 면적이 증대하고, 앵커 효과가 증가하므로 강도가 커지는 것에 기여한다. 특히, 비어 구멍 내벽면은 현실적으로는 서로 복잡하게 얽힌 요철형상으로 되어 있기 때문에 그 효과는 크다. 한편, 비어 구멍이 깊은 일직선의 오목부이면 금속 도금층이 오목부의 밑부분으로부터 위로 향해서 밀접하게 석출되기 어려운 일이 있어, 도중에 도금액 등이 비어 내벽의 미소한 요철 내에 도입되어 남겨지는 경향이 있었다.The tapered shape of the via hole increases the lateral distance of the ceramic in contact with the metal plating layer, further increasing the area of the metal plating layer in contact with the inner wall of the via hole and increasing the anchor effect, thereby contributing to the increase in strength. . In particular, since the via hole inner wall surface has a concave-convex shape intertwined with each other in reality, the effect is great. On the other hand, in the case of a straight concave portion having a deep through hole, the metal plating layer may hardly be precipitated closely from the bottom of the concave portion, and a plating solution or the like tends to be introduced into the uneven surface of the inner wall of the via in the middle.

한편, 비어 구멍이 테이퍼 형상으로 되어 있으면, 비교적 넓은 개구부로부터 비교적 좁은 비어 내부에 도금액이 순환하기 쉬워, 도금의 성장속도를 빠르고도 균일하게 유지할 수 있다. 15㎛ 정도의 깊이까지이면, 실용적인 도금 시간 내에 세라믹 기판층 표면과 대략 동일 평면 높이까지 도금을 성장시키는 것이 가능하다. 이때, 금속 도금층은 비어 밑부분으로부터 순차적으로 간극 없이 비어 구멍을 충전하는 것처럼 석출하여, 비어 내벽의 미소한 요철부에 도금약액이 말려들어가도록 해서 남겨지는 것을 방지할 수 있다. 그 때문에, 비어 내벽에의 금속 도금층의 밀착성이 향상하여 앵커 효과에 의한 기계적인 접합 강도를 향상시키는 것에 기여한다. 또한, 도금약액이 내부에 남아서 나중에 배어나와 부식 등을 유발하는 등의 문제도 일어나기 어렵다. 단, 테이퍼 형상 구멍의 방향은 한정되는 것은 아니고, 비어 구멍은, 예를 들어, 최표면을 향해서 좁아지는 테이퍼 형상으로 형성해도 된다.On the other hand, when the via hole is tapered, the plating liquid is easily circulated from the relatively wide opening to the inside of the relatively narrow via, so that the growth rate of plating can be maintained quickly and uniformly. If it is to a depth of about 15 micrometers, it is possible to grow a plating to substantially coplanar height with the surface of a ceramic substrate layer within practical plating time. At this time, the metal plating layer is deposited from the bottom portion of the via as if filling the via hole without gaps sequentially, thereby preventing the plating chemical from being left in the minute uneven portion of the inner wall of the via. Therefore, the adhesiveness of the metal plating layer to an inner wall of a via improves, and contributes to improving the mechanical joint strength by the anchor effect. In addition, it is difficult to cause problems such as plating liquid remaining inside to cause bleeding and corrosion later. However, the direction of the tapered hole is not limited, and the via hole may be formed in a tapered shape that narrows toward the outermost surface, for example.

본 실시예의 방법으로 작성한 다층 세라믹 기판에서는, 도 2(c)나 도 4에 모식적으로 나타낸 바와 같이, 표층 단자 전극의 표면은, 최표면의 세라믹 기판 표면(S)에 대해서, 우선 표층 비어전극이, 그 표면(F)이 움푹 패인 위치로 되도록 형성된다. 또한, 이 표층 비어전극 위에 금속 도금층이 피착되지만, 그 금속 도금층의 표면(MF)도, 최표면의 세라믹 기판 표면(S)과 대략 동일 평면 내지 움푹 패인 위치로 된다.In the multilayer ceramic substrate produced by the method of the present embodiment, as shown schematically in FIGS. 2C and 4, the surface of the surface terminal electrode first has a surface layer via electrode with respect to the ceramic substrate surface S of the outermost surface. This surface F is formed so that it may be in a recessed position. In addition, a metal plating layer is deposited on the surface via electrode, but the surface MF of the metal plating layer is also in a substantially coplanar or recessed position with the ceramic substrate surface S of the outermost surface.

이 표층 비어전극은, 소성 공정(S10)에 있어서, 세라믹 기판의 소성과 함께 소성된다. 이때, 표층 비어전극의 금속재료와 세라믹 기판과의 경계(비어 구멍 내벽면)가 서로 복잡하게 얽힌 요철형상으로 먹어 들어간 형상으로 되어, 앵커 효과를 발휘해서 서로의 밀착력이 생기는 것으로 여겨진다. 또한, 소성 온도 850℃ 내지 1000℃의 범위에서는, 표층 비어전극의 재료인 은(Ag)이나 구리(Cu)는, 세라믹과의 계면에서 반응 내지 상호 확산해서 밀착성을 높이는 것에 작용하여, 더욱 밀착력을 높이는 것에 기여하고 있다.The surface via electrode is fired together with firing of the ceramic substrate in the firing step (S10). At this time, the boundary (empty hole inner wall surface) between the metal material of the surface via electrode and the ceramic substrate is taken into a concave-convex concave-convex shape, and it is considered that the anchor effect is exerted and mutual adhesion is produced. In the range of the firing temperature of 850 ° C to 1000 ° C, silver (Ag) and copper (Cu), which are materials of the surface via electrode, react with each other at the interface with the ceramic to diffuse and increase adhesion. Contributes to raising.

또, 도 2 내지 도 4에서는, 표층 단자 전극과 세라믹 기판과의 경계를 모식적으로 직선 형상으로 나타내고 있지만, 실제로는 도 13 및 도 14에 나타낸 바와 같이 요철이 형성되어 있다.In addition, although the boundary between a surface layer terminal electrode and a ceramic substrate is shown typically linearly in FIGS. 2-4, unevenness | corrugation is formed as shown in FIG. 13 and FIG.

도 13의 주사형 전자현미경사진(배율: 3000배)에 표층 단자 전극(4)의 단면을 나타낸 바와 같이 Ni 바탕 도금층(이하 간단히 "Ni 바탕층"이라고도 칭함)(3a)은 표층 비어전극(2)의 단면(F)과의 사이에 공공이나 간극은 보이지 않는다. 마찬가지로, Ni 바탕 도금층(3a)은, 비어 내벽의 요철과의 사이에도 공공이나 간극 없 이 밀접하고 있다. 이와 같이 금속 도금층(3a), (3b)은 요철을 따라서 석출하여, 그 경계면은 밀접하게 일치(간극 없이 일치)하고 있어 경계면의 길이와 요철폭이 접속 강도에 영향을 주고 있다.As shown in the scanning electron micrograph (magnification: 3000 times) of FIG. 13, the cross section of the surface terminal electrode 4 is shown, the Ni base plating layer (hereinafter simply referred to as "Ni base layer") 3a is the surface via electrode 2. There is no vacancy or a gap between the cross section F of the cross section. Similarly, the Ni-based plating layer 3a is in close contact with the unevenness of the inner wall of the via without voids or gaps. As described above, the metal plating layers 3a and 3b are precipitated along the unevenness, and the interface is closely matched (no gap), and the length and the width of the interface affect the connection strength.

경계면의 밀착 길이(L)는, 도 14에 예시한 바와 같이, 금속 도금층(3)이 비어 내벽에 밀접하게 일치하고 있는 시점(ds)과 종점(de)과의 사이를 세라믹 기판의 깊이(두께) 방향으로 가상 중심선을 그어서 측정한 것으로, 그 길이가 2㎛ 이상은 필요하다. 이 길이가 길수록 접속 강도는 높아지는 것으로 여겨지지만, 전술한 표층 비어전극을 제거할 때의 에칭 정밀도나 수고 등 제조상의 제약도 있으므로, 바람직한 범위는 3 내지 8㎛ 정도이다. 경계면의 요철폭(w)은, 금속 도금층(3)이 밀접하게 일치(간극 없이 일치)하고 있는 시점과 종점과의 사이에 최대 볼록부의 점(비어 구멍 중심에 가장 가까운 점)을 통과해서 상기 가상 중심선에 평행한 가상선과, 상기 가상선에 평행한 평행 가상선에 있어서, 최소 오목부의 점(비어 구멍중심에서 가장 먼 점)을 통과하는 가상선을 그어서 양쪽 선의 간격을 요철폭(w)으로서 측정한 것으로, 이 요철폭(w)은 0.6㎛ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 이 요철폭(w)은 사용하는 세라믹 소재의 열수축 거동, 비어 구멍에 충전하는 도체 재료의 열수축 거동, 비어 구멍 가공의 정밀도, 레이저 비어 가공의 경우에는 가공 후의 잔사물, 비어 구멍 내벽이나 주변의 열영향 영역의 형태와 크기 등 많은 요인에 의해 좌우된다. 제어하기 쉬운 공정 파라미터로서는 레이저 가공 조건이 유효하며, 에너지, 펄스폭, 샷수 등의 주요한 가공 조건을 변경해서 열영향 영역 등의 요인에 영향을 줄 수 있다. 요철폭(w)의 바람직한 범위는, 경험적으로는, 0.9 내지 5㎛ 정도이다.As illustrated in FIG. 14, the adhesion length L of the interface is the depth (thickness) of the ceramic substrate between the start point ds and the end point de that the metal plating layer 3 closely matches the via inner wall. It measured by drawing a virtual center line in the direction of), and the length is 2 micrometers or more. Although it is considered that the connection length increases as the length increases, there are also manufacturing restrictions such as etching accuracy and effort when removing the surface layer via electrode described above, and therefore the preferred range is about 3 to 8 µm. The concave-convex width w of the interface passes through the point (the point closest to the center of the hollow hole) of the largest convex portion between the start point and the end point of the metal plating layer 3 closely matching (no gap). In an imaginary line parallel to the center line and a parallel line parallel to the imaginary line, an imaginary line passing through the point of the least concave portion (the point furthest from the hollow hole center) is drawn, and the distance between both lines is measured as the uneven width w. As a result, it is preferable that this uneven | corrugated width w shall be 0.6 micrometer or more. The uneven width (w) includes the heat shrinkage behavior of the ceramic material used, the heat shrinkage behavior of the conductor material filling the via hole, the precision of the via hole processing, the residue after processing in the case of laser via processing, the inner wall of the via hole or the surrounding heat. It depends on many factors, including the shape and size of the affected area. Laser processing conditions are effective as process parameters that are easy to control, and major processing conditions such as energy, pulse width, and the number of shots can be changed to affect factors such as heat affected zones. The preferable range of the uneven | corrugated width w is about 0.9-5 micrometers empirically.

또한, 금속 도금층(3)이 Ni 바탕층(3a)과 Au 피복층(3b)을 가질 경우, 비교적 강도가 높은 니켈(Ni) 바탕층(3a)이 비어 구멍의 내벽의 요철을 트레이스하도록 비어 구멍의 내벽에 밀착하고 있는 것도 강도 향상에 기여하는 것으로 여겨진다. 즉, 니켈(Ni)의 영률은 200㎬이며, 표층 비어전극(2)의 재질인 은(Ag)의 83㎬, 구리(Cu)의 130㎬과 비교해서 높으므로, 니켈(Ni)의 경우에는 비어 구멍 내벽에 밀착한 상태를 보다 강하게 유지해서 외력에 저항하는 특성이 높고, 앵커 고정 효과를 충분히 강하게 발휘할 수 있는 것이다. 여기에서, 니켈(Ni) 바탕층(3a)의 두께는 3㎛ 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직한 범위는 4 내지 8㎛이다.In addition, when the metal plating layer 3 has the Ni base layer 3a and the Au coating layer 3b, the nickel base layer 3a having a relatively high strength traces the unevenness of the inner wall of the via hole. The close contact with the inner wall is also believed to contribute to the strength improvement. That is, the Young's modulus of nickel (Ni) is 200 GPa, which is higher than 83 GPa of silver (Ag) and 130 GPa of copper (Cu), which are materials of the surface via electrode 2, and thus nickel (Ni) is used. It is possible to maintain the state in close contact with the inner wall of the via hole more strongly and to resist external force, and to sufficiently exhibit the anchor fixing effect. Here, it is preferable that the thickness of the nickel (Ni) base layer 3a is 3 micrometers or more, and the more preferable range is 4-8 micrometers.

[전단강도][Shear strength]

도 13 및 도 14에 본 실시예의 다층 세라믹 기판에 있어서의 표층 단자 전극(4)의 단면을 예시했지만, 도 17에 나타낸 종래의 일반적인 기판에서는, 비어 배선을 최표면쪽으로 연장해서, 비어 배선에 연속적으로 연결되는 표층 비어전극(2)의 단면이 최표면 세라믹 기판의 표면(S)과 대략 동일면으로 되어 있거나, 혹은, 최표면 세라믹 기판 표면(S)으로부터 돌출하고 있다. 이와 같은 종래예의 경우, 비어 구멍의 표면측 개구부의 각 부분(R)에서는 표층 단자 전극이 강하게 밀착하는 상태에 있고, 전단강도시험에 있어서와 같이 가로방향으로부터 외력이 가해졌을 때, 응력이 집중하기 쉬운 이 각부분이 파괴의 기점으로 되기 쉽다.13 and 14 illustrate a cross section of the surface layer terminal electrode 4 in the multilayer ceramic substrate of the present embodiment, but in the conventional general substrate shown in FIG. 17, the via wiring is extended to the outermost surface and continuous to the via wiring. The cross section of the surface via electrode 2 connected to the surface is substantially the same as the surface S of the outermost ceramic substrate, or protrudes from the outermost ceramic substrate surface S. FIG. In this conventional example, the surface terminal electrodes are in close contact with each part R of the surface side opening of the via hole, and stress is concentrated when an external force is applied from the transverse direction as in the shear strength test. These easy parts are likely to be the starting point of destruction.

이것에 대해서, 도 2(c)나 도 4, 혹은 도 13 및 도 14에 예시한 바와 같이, 비어 배선을 최표면쪽으로 연장해서, 비어 배선에 연속적으로 연결되는 표층 비어 전극(2)의 단면(F)이, 최표면 세라믹 기판(1)의 표면(S)으로부터 비어 구멍의 깊이 방향으로 움푹 패여 있고, 더욱 그 단면(F)에 피착된 금속 도금층(3)이 최표면 세라믹 기판(1)의 표면(S)과 대략 동일 평면 내지 움푹 패인 위치에 있도록 했을 때에는, 표층 비어전극(2)의 상단 가장자리부분은 비어 구멍 내벽면에 밀착하고 있어, 응력의 집중에 의해 파손되기 쉬운 비어 구멍의 표면측 개구부의 각부분에는 밀착하고 있지 않다. 여기서 대략 동일 평면이란, 최표면 세라믹 기판(1)의 표면(S)으로부터 금속 도금층(3)의 두께 미만의 분량(예를 들어, 3㎛ 이하)만큼 돌출하고 있는 상태를 의미한다. 금속 도금층(3)은, 비어 구멍의 표면측 개구부의 각부분에 피착되어 있어도 되지만(금속 도금층(3)은 반드시 비어 구멍의 직경으로 퍼져 있지 않아도 되고, 표층 비어전극(2) 표면의 오목부가 얕을 경우, 금속 도금층(3)의 최표면측은, 최표면 세라믹 기판(1)의 표면(S)으로부터 다소 돌출해서 우산 형상으로 퍼질 경우도 있음), 이 돌출은 3㎛까지로 한다. 3㎛ 이하이면 비어 구멍 내벽에 밀착한 경계면 길이가 2㎛ 정도여도 앵커 효과쪽이 뛰어나 파손을 피할 수 있다. 또한, 이 금속 도금층(3)을 구성하는 재료와, 세라믹 기판과의 사이에는 요철이 서로 맞물리는 것에 의한 앵커 효과는 있지만, 화학반응이나 상호확산은 표층 비어전극(2)의 재료에 비해서 작아지고, 따라서, 파괴로 연결되는 바와 같은 응력집중은 놓이기 어려워, 결과적으로 고강도로 되는 것으로 여겨진다.On the other hand, as illustrated in FIG. 2 (c), FIG. 4, or FIGS. 13 and 14, the end surface of the surface layer via electrode 2 which extends the via wiring toward the outermost surface and is continuously connected to the via wiring ( F) is recessed in the depth direction of the via hole from the surface S of the outermost surface ceramic substrate 1, and the metal plating layer 3 deposited on the end surface F of the outermost surface ceramic substrate 1 When the surface S is in substantially the same plane or recessed position, the upper edge of the surface via electrode 2 is in close contact with the via hole inner wall surface, and the surface side of the via hole is likely to be damaged by concentration of stress. It is not in close contact with each part of the opening part. Here, substantially coplanar means the state which protrudes from the surface S of the outermost surface ceramic substrate 1 by the quantity less than the thickness of the metal plating layer 3 (for example, 3 micrometers or less). Although the metal plating layer 3 may be deposited on each part of the surface side opening part of a via hole (the metal plating layer 3 does not necessarily need to spread by the diameter of a via hole, the recessed part of the surface layer via electrode 2 surface is shallow). In this case, the outermost surface side of the metal plating layer 3 may protrude somewhat from the surface S of the outermost surface ceramic substrate 1 to spread out in an umbrella shape), and this protrusion may be up to 3 µm. If it is 3 micrometers or less, even if the interface length in close contact with the inner wall of a via hole is about 2 micrometers, the anchor effect is excellent and damage can be avoided. In addition, although there is an anchor effect due to interlocking irregularities between the material constituting the metal plating layer 3 and the ceramic substrate, the chemical reaction and the mutual diffusion are smaller than the material of the surface via electrode 2. Therefore, the stress concentration as it leads to fracture is difficult to be laid down, and consequently, it is considered to be high strength.

또, 여기서 전단강도시험이란, LTCC 기판의 표면전극의 강도를 측정하는 시험이며, 도 5에 예시한 바와 같이, 하층의 배선(E)에 접하는 표층 단자 전극(표층 비어전극(Ag)과 금속 도금층 (MF))을 거쳐서 땜납 볼(B)을 탑재하고, 세라믹 기판 표면(S)에 대해서 대략 연직인 면을 가지는 전단시험툴(T)을, 세라믹 기판 표면(S)으로부터 일정한 높이(예를 들어, 30㎛)에 유지한 상태에서, 소정의 이동 속도(예를 들어, 0.2㎜/s)로 평행 이동시켜서, 땜납 볼(B)에 가로방향으로부터 전단의 힘을 가해, 파괴강도를 측정하는 것이다.In addition, a shear strength test is a test which measures the intensity | strength of the surface electrode of an LTCC board | substrate, As illustrated in FIG. 5, the surface layer terminal electrode (surface layer via electrode Ag and metal plating layer) which contact | connects the lower layer wiring E as shown in FIG. (MF)), and the shear test tool T which mounts the solder ball B and has a surface substantially perpendicular to the ceramic substrate surface S, has a constant height (for example, from the ceramic substrate surface S). In the state held at 30 占 퐉, the parallel movement is performed at a predetermined movement speed (for example, 0.2 mm / s), and a shear force is applied from the transverse direction to the solder ball B to measure the breaking strength. .

이 파괴강도는, 금속 도금층의 표면의 면적(패드 면적)에 따라서도 다르므로, 이 시험에서 측정한 파괴강도의 측정치를, 미리 측정해 둔 패드 면적을 이용해서 규격화하여, 평가해도 된다.Since this breaking strength changes also with the area (pad area) of the surface of a metal plating layer, you may normalize and evaluate the measured value of the breaking strength measured by this test using the pad area measured beforehand.

또한, 종래 일반적인 구조와 같이, 최표면의 세라믹 기판의 표면과 대략 동일면에 있는 표층 비어전극(2)의 표면에 금속 도금층(3)이 피착되어 있을 경우에는, 도 17에 나타낸 바와 같이, 금속 도금층(3)의 단부는 첨단형상으로 되어서 세라믹 기판의 표면(S)에 접한다(Q). 따라서, 전단강도시험과 같이 가로방향으로부터 외력이 가해졌을 때, 이 뾰족해진 금속 도금층의 단부에 응력이 집중하기 쉬워 파괴의 기점으로 되기 쉽다. 통상, 금속 도금층으로서는 강도가 높은 니켈(Ni)이 바탕층으로서 이용될 수 있으므로, 응력집중을 일으켜 파괴의 기점으로 될 가능성은 보다 높아진다.In addition, as in the conventional general structure, when the metal plating layer 3 is deposited on the surface of the surface via electrode 2 on approximately the same surface as the surface of the ceramic substrate on the outermost surface, as shown in FIG. 17, the metal plating layer The end of (3) has a tip shape and abuts on the surface S of the ceramic substrate (Q). Therefore, when an external force is applied from the transverse direction as in the shear strength test, the stress tends to concentrate on the end of the sharpened metal plating layer, which easily becomes a starting point of failure. Usually, since nickel (Ni) having high strength can be used as the base layer as the metal plating layer, the possibility of causing stress concentration and becoming a starting point of breakdown becomes higher.

본 실시예의 다층 세라믹 기판에서는, 도 2(c)나 도 4에 예시한 바와 같이, 표층 비어전극의 표면이, 최표면 세라믹 기판의 표면으로부터 비어 구멍의 깊이 방향으로 움푹 패여 있고, 그 위(단면)에 피착된 금속 도금층이, 최표면 세라믹 기판의 표면과 동일 평면(표면으로부터 금속 도금층의 두께 미만(예를 들어, 3㎛ 이하)만큼 돌출하고 있음) 내지 움푹 패인 위치에 있을 때에는, 금속 도금층의 단부는 첨단 형상으로 되지 않고 비어 구멍 내벽의 전체 둘레면에서 강하게 밀착하고 있다. 이 때문에 응력집중에 의한 파괴가 일어나기 어려운 구조로 되고 있으므로 고강도로 된다.In the multilayer ceramic substrate of this embodiment, as illustrated in FIGS. 2C and 4, the surface of the via electrode is recessed in the depth direction of the via hole from the surface of the outermost ceramic substrate, and above (cross section). ), When the metal plating layer deposited is in the same plane (protruding from the surface by less than the thickness of the metal plating layer (for example, 3 µm or less)) to the recessed position of the outermost ceramic substrate, The edge part does not become a tip shape, but strongly adheres on the entire circumferential surface of the via hole inner wall. For this reason, since it is a structure in which the fracture by stress concentration is hard to occur, it becomes high strength.

그래서, 최표면 세라믹 기판의 표면으로부터 표층 비어전극의 표면까지의 깊이(d)를 변화시키면서, 땜납 볼의 직경을 300㎛, 125㎛로 했을 때의 전단강도시험의 결과를, 다음의 표 1(땜납 볼 직경 125㎛인 경우), 표 2(땜납 볼 직경 300㎛인 경우)와, 도 6에 나타낸다. 또, 금속 도금층(Ni 바탕층 + Au 피복층)의 두께는, 여기서는 4 내지 8.5㎛로 조정하고, 실시예에서는 금속 도금층의 표면은 움푹 패인 위치, 혹은 3㎛ 이하로 돌출한 위치에 들어가 있다. 또한, 최표면 세라믹 기판의 표면으로부터 표층 비어전극의 단면까지의 깊이(d)를 비어 구멍 직경(비어 구멍이 작을수록 패드 직경에 근접함)(φ)으로 나누고 있다. 이것은, 비어 구멍 직경이 클수록, 즉, 패드 직경이 클수록, 외력에 대한 모멘트가 커져서 파단하기 쉬운 것으로 여겨지기 때문이다.Therefore, the shear strength test results when the diameters of the solder balls were 300 µm and 125 µm while varying the depth d from the surface of the outermost surface ceramic substrate to the surface of the surface via electrode were shown in Table 1 below. It shows in Table 2 (when solder ball diameter is 300 micrometers), and FIG. In addition, the thickness of a metal plating layer (Ni base layer + Au coating layer) is adjusted to 4-8.5 micrometers here, and in the Example, the surface of a metal plating layer has entered into the recessed position or the position which protruded below 3 micrometers. The depth d from the surface of the outermost ceramic substrate to the end face of the surface via electrode is divided by the via hole diameter (the smaller the hole, the closer the pad diameter is) φ. This is because the larger the via hole diameter, that is, the larger the pad diameter, the greater the moment relative to the external force and the easier it is to break.

Figure 112009019528143-PAT00001
Figure 112009019528143-PAT00001

Figure 112009019528143-PAT00002
Figure 112009019528143-PAT00002

이들 실제의 측정 결과는, 거의 직선적으로 변화하고 있으므로, 이들 결과를 1차 회귀에 의해 직선으로 표시하면, 전단강도(f)를 나타내는 직선은, 땜납 볼 직경이 125㎛인 경우,Since these actual measurement results change substantially linearly, when these results are displayed in a straight line by the first regression, the straight line showing the shear strength f is assuming that the solder ball diameter is 125 µm.

f=-0.0747×(d/φ)+0.006f = -0.0747 × (d / φ) +0.006

이고, 땜납 볼 직경이 300㎛인 경우,And the solder ball diameter is 300 μm,

f=-0.0713×(d/φ)+0.0028f = -0.0713 × (d / φ) +0.0028

로 된다. 또한, 여기에서는 최표면 세라믹 기판의 표면을 기준(±0)으로 해서, 돌출할 경우에 양(+), 오목하게 될 경우에 음(-)으로 되도록, d의 값을 취하고 있다(이하의 설명도 마찬가지임).It becomes In addition, the value of d is taken here so that it may become positive (+) when protruding and negative (-) when it protrudes, making the surface of the outermost ceramic substrate into a reference | standard (+/- 0) (the following description). And so on).

여기서 표층 단자 전극의 단위면적당의 강도는, 땜납 볼 직경이 125㎛인 경우에는 0.0064gf/㎛2를 얻을 수 있으면 충분한 것으로 한다. 이것은 직경(φ) 100㎛인 표층 단자 전극이면 전극 1개당 약 50gf의 강도에 상당하고, 통상은 반도체칩 1개당 10군데 이상의 접속 전극이 있는 것을 합쳐서 고려하면 전체로는 약 500gf 정도의 절대강도를 얻을 수 있는 것에 상당하는 값이다. 일반적으로는 반도체칩과 세라믹 기판 사이의 간극 부분에는 언더필(Underfill)이라 불리는 수지재료가 충전되어서 더욱 보강 효과가 가해질 경우도 있다.Here, the strength per unit area of the surface terminal electrode is sufficient as long as 0.0064 gf / μm 2 can be obtained when the solder ball diameter is 125 μm. This is equivalent to the strength of about 50 gf per electrode for a surface terminal electrode having a diameter of 100 μm, and in general, the absolute strength of about 500 gf is considered as a whole considering that there are 10 or more connection electrodes per semiconductor chip. It is a value equivalent to what can be obtained. In general, a gap between the semiconductor chip and the ceramic substrate is filled with a resin material called underfill, which may further provide a reinforcing effect.

전단력의 모멘트가 비교적 커지는 땜납 볼 직경이 300㎛인 때에는, 전단강도시험 툴이 땜납 볼에 접촉하는 점이 높아지고, 힘의 모멘트가 커지므로 강도의 목표치는 저절로 작아진다. 땜납 볼 직경이 125㎛일 때의 접촉점 높이는 평균 45㎛였지만, 땜납 볼 직경이 300㎛인 때의 접촉점 높이는 103㎛였다. 전단력(전단강도)의 모멘트는 그것에 따라서 2.29배로 된다. 여기서 땜납 볼 직경이 300㎛인 때, 단위면적당의 필요강도는 0.0028gf/㎛2 이상이면 되는 것으로 판단하였다. 땜납 볼 직경이 큰 때에는 일반적으로는 표층 단자 전극의 직경도 그것에 맞춰서 큰 직경으로 설계된다. 통상은 적어도 직경 150㎛ 이상이 선택되므로, 그 때에는 전극 1개당 약 49gf의 강도에 상당하고 10군데 이상의 접속 전극이 있으면 전체로는 약 500gf 정도의 절대강도를 얻을 수 있다.When the solder ball diameter having a relatively large moment of shear force is 300 µm, the point where the shear strength test tool contacts the solder ball becomes high, and the moment of force becomes large, so that the target value of strength decreases spontaneously. Although the contact point height when the solder ball diameter was 125 micrometers was an average of 45 micrometers, the contact point height when the solder ball diameter was 300 micrometers was 103 micrometers. The moment of shear force (shear strength) is 2.29 times accordingly. Here, when solder ball diameter was 300 micrometers, it was judged that the required intensity | strength per unit area should just be 0.0028 gf / micrometer <2> or more. When the solder ball diameter is large, the diameter of the surface terminal electrode is generally designed to be large in accordance with it. Since at least 150 micrometers or more of diameters are normally selected, when it corresponds to the intensity | strength of about 49 gf per electrode at that time, and 10 or more connection electrodes exist, the absolute intensity of about 500 gf can be obtained as a whole.

이상으로부터, 땜납 볼 직경이 300㎛인 때에는 d/φ<0이면, 조건을 만족한다. 또, 전단력의 모멘트가 비교적 작아지는 땜납 볼 직경이 125㎛인 경우, d/φ<-0.005로 함으로써 조건이 만족된다. 이때 표층 단자 전극의 직경은 최대 150㎛까지밖에 측정할 수 없었다. 그 이상의 직경에서는 땜납 볼이 편평 형상으로 되어서 전단강도측정을 할 수 없기 때문이다.As mentioned above, when d / phi <0, when a solder ball diameter is 300 micrometers, a condition is satisfied. Moreover, when the solder ball diameter which the moment of shear force becomes comparatively small is 125 micrometers, a condition is satisfied by setting it as d / phi <-0.005. At this time, the diameter of the surface terminal electrode could only be measured up to 150 µm. This is because the solder ball becomes flat at a diameter larger than that, so that shear strength cannot be measured.

또, 지나치게 d가 깊은 경우에는, 불량의 원인으로 되어 제조상으로도 바람직하지 못하다. 소형화의 요청에도 반하므로, 깊이는 15㎛ 미만 정도의 깊이로서 해두는 것이 바람직하다. 소형이면서 고밀도 부품인 경우에는 최표면층을 포함시킨 세라믹 기판의 각 층의 두께는 15㎛ 이하로 될 경우가 있어, 층의 두께를 초과하는 깊이로 되어 버리기 때문이다. 즉, 표층 단자 전극의 직경이 100㎛인 경우에는, 깊이(d)는 0.5㎛의 오목부이거나 그것보다 깊게 함으로써 d/φ<-0.005를 충족시킬 수 있고, 또, 고집적도의 세라믹 기판을 상정했을 때 깊이(d)는 얇고 고밀도의 세라믹 기판의 층두께와 비교해서, 실용적으로 최대 15㎛ 정도의 오목부이기 때문에 표층 단자 전극의 직경이 125㎛인 경우에는 d/φ≥-0.12 정도인 것이 바람직하다. 또한, 표층 비어전극의 깊이가 15㎛ 미만(d>-15㎛)이며, 금속 도금층(Ni+Au)의 두께는 4 내지 8.5㎛로 조정되어 있으므로, 금속 도금층의 표면은, 기판 표면으로부터 10㎛미만의 깊이에 있는 것으로 된다. 돌출했을 때에는 3㎛ 이하로 해둠으로써 땜납 볼을 위에 놓았을 때에 자연스럽게 안정감이 좋은 위치에 들어가는 셀프 얼라인먼트 효과를 얻을 수 있다고 하는 측면도 있으며, 또한, 그것에 의해서 땜납 볼의 안정감이 비교적 좋아지므로, 바람직하다.Moreover, when d is too deep, it becomes a cause of a defect and is not preferable also in manufacture. Since it is against the request of miniaturization, it is preferable to make depth into the depth of about 15 micrometers or less. This is because, in the case of a compact and high-density component, the thickness of each layer of the ceramic substrate including the outermost surface layer may be 15 µm or less, and the depth exceeds the thickness of the layer. That is, when the surface layer terminal electrode has a diameter of 100 µm, the depth d can satisfy d / φ <-0.005 by making or having a depth of 0.5 µm, and assuming a high-density ceramic substrate. When the depth (d) is a concave portion having a maximum of about 15 μm in practical use compared to the layer thickness of a thin, high-density ceramic substrate, when the diameter of the surface terminal electrode is 125 μm, it is about d / φ ≧ -0.12. desirable. In addition, since the depth of the surface via electrode is less than 15 μm (d> -15 μm) and the thickness of the metal plating layer (Ni + Au) is adjusted to 4 to 8.5 μm, the surface of the metal plating layer is 10 μm from the substrate surface. It is in depth less than. When it protrudes, it is preferable that the self-alignment effect of naturally entering a stable position can be obtained when the solder ball is placed on the surface by placing the solder ball on the order of 3 µm or less. In addition, the stability of the solder ball is relatively improved, which is preferable.

이와 같이, 또, 표 1 및 표 2의 결과로부터 최표면의 세라믹 기판층 표면을 ±0 기준으로 했을 때의 표층 비어전극의 단면까지의 깊이(d)(기판 안쪽을 음으로 함)와, 비어 구멍 직경(φ)과의 비(d/φ)를 -0.12 이상의 음의 값으로 되도록 최표면 세라믹 기판의 표면으로부터 표층 비어전극의 표면까지의 깊이(d)를 조정함으로써 부품과의 사이의 접합 강도를 향상할 수 있다.Thus, from the results in Table 1 and Table 2, the depth d to the cross section of the surface via electrode when the surface of the ceramic substrate layer at the outermost surface is ± 0 (neg, the inside of the substrate is negative), and the via Bonding strength between components by adjusting the depth d from the surface of the outermost ceramic substrate to the surface of the surface via electrode so that the ratio d / φ to the hole diameter φ becomes a negative value of -0.12 or more. Can improve.

이 구조에 의하면, 더욱 작은 표층 단자 전극과 보다 작은 땜납 볼(직경 100㎛ 이하)을 조합시켜서 이용해도 높은 전단강도를 유지하는 것이 가능하므로, 보다 소형으로 고집적화에 대응할 수 있는 다층 세라믹 기판을 실현할 수 있다.According to this structure, it is possible to maintain a high shear strength even when using a combination of smaller surface layer terminal electrodes and smaller solder balls (100 μm or less in diameter), thereby realizing a multilayer ceramic substrate that can be more compact and cope with high integration. have.

[인장 시험][Tension test]

또, 본 실시예의 효과는, 전술한 전단시험뿐만 아니라 다른 평가 방법으로도 확인할 수 있었다. 예를 들어, 도 7에 나타낸 바와 같이 땜납 볼을 처킹(chucking) 기구 등으로 측면에서부터 힘(Fpush)을 가해서 사이에 끼우고, 연직 위쪽(기판면 위쪽)에 힘(Fpull)으로 끌어올릴 때의 파괴시험, 즉, 인장 시험에서의 강도도 평가하였다. 인장 시험의 결과를 표 3에 나타낸다. 이 경우에는 전단시험과 달리 첨단형상부분에서의 응력집중은 일어나지 않으므로, 금속 도금층, 특히, 강도가 높은 니켈이 비어 구멍의 내벽에 밀착하고 있는 것에 의한 강도향상 효과만을 평가 가능한 것으로 여겨진다. 그 때문에, 본 실시예의 강도향상 효과는 전단시험 때와 비교해서 절반 정도 이하였지만, 역시 마찬가지로 2% 내지 30% 정도, 높은 강도를 얻을 수 있는 것이 확인되었다. 또한, 인장 시험의 경우에는 기계적으로 땜납 볼을 파지하지 않으면 안되기 때문에, φ500㎛의 큰 땜납 볼을 사용해서 평가를 행하였다.Moreover, the effect of this Example was confirmed not only by the shear test mentioned above but by another evaluation method. For example, as shown in Fig. 7, the solder ball is sandwiched between the sides by applying a push from the side with a chucking mechanism or the like, and pulled up to the vertical (upper surface of the board) with a force. Fracture test, i.e., strength in tensile test was also evaluated. Table 3 shows the results of the tensile test. In this case, unlike the shear test, since stress concentration does not occur in the tip portion, it is considered that only the effect of improving the strength due to the adhesion of the metal plating layer, especially high strength nickel, to the inner wall of the via hole can be evaluated. Therefore, although the strength improvement effect of this Example was about half or less compared with the shear test, it was confirmed that high strength was also obtained about 2 to 30% similarly. In addition, in the case of a tensile test, since a solder ball must be hold | maintained mechanically, evaluation was performed using the large solder ball of (phi) 500micrometer.

Figure 112009019528143-PAT00003
Figure 112009019528143-PAT00003

또, 여기까지는 미소전극 위에 땜납 볼을 탑재한 상태에서의 1개씩 독립한 상태에서의 시험 결과를 기술했지만, 실제의 표면 실장부품의 하나인 반도체 전자부품을 탑재해서 전단강도나 인장강도(pull strength)의 측정을 행하여, 마찬가지의 강도향상 효과를 확인할 수 있었다. 실제의 반도체 전자부품의 경우에는, 세라믹 기판과 접속할 때의 땜납 볼의 수는 10개 내지 수 100개, 때로는 1000개 이상의 다방면에 걸쳐 있다. 그 수는 반도체 전자부품의 용도나 기능에 따라서 여러가지이며, 또, 접속용 표면전극의 치수, 또한, 더욱 반도체 전자부품의 두께도 여러가지이므로 시험하중이 생기는 모멘트도 달라 규격화가 곤란하기 때문에 상세한 것은 여기에서는 생략하였다.In addition, although the test results in the state where the solder balls were mounted on the microelectrodes one by one are described so far, the semiconductor electronic components, which are one of the actual surface mounting components, are mounted, so that the shear strength and the pull strength Was measured, and the same strength improvement effect was confirmed. In the case of an actual semiconductor electronic component, the number of solder balls when connecting with a ceramic substrate is in the range of 10 to 100, sometimes 1000 or more. The number varies depending on the purpose and function of the semiconductor electronic component, and the dimensions of the surface electrode for the connection and the thickness of the semiconductor electronic component are also various, so that the moment due to the test load is different. Is omitted.

또, 본 실시예에 있어서, 비어 구멍을 테이퍼 형상으로 할 경우, 전술한 바와 같이 금속 도금층과 비어 구멍 측면(비어 구멍 내벽)과의 접촉 거리가 증대한다. 또한, 표층 비어전극과 비어 구멍 내벽과의 접촉 면적도 증대한다. 이것에 의해, 강도를 보다 향상시킬 수 있다. 또한, 이와 같이 최표면을 향해서 넓어지는 테이퍼 형상으로 함으로써, 금속 도금층 형성 시의 도금 약품의 순환이 쉬워지고, 요철 내로의 잔류를 저감하여, 세라믹 기판과 금속 도금층과의 계면의 간극을 보다 작게 할 수 있다. 또한, 잔류 도금액에 기인하는 내부식성의 문제도 일어나기 어려워진다.In addition, in the present embodiment, when the via hole is tapered, the contact distance between the metal plating layer and the via hole side surface (empty hole inner wall) increases as described above. In addition, the contact area between the surface via electrode and the via hole inner wall also increases. Thereby, intensity | strength can be improved more. Moreover, by making the taper shape which spreads toward the outermost surface in this way, circulation of the plating chemical at the time of metal plating layer formation becomes easy, residual | survival in an unevenness | corrugation is reduced, and the clearance gap of the interface between a ceramic substrate and a metal plating layer can be made smaller. Can be. In addition, the problem of corrosion resistance due to the residual plating solution is less likely to occur.

[비어 구멍 내벽의 요철 길이와 폭][Length and Width of Uneven Inner Wall of Empty Hole]

다음에, 상기 인장 시험에서 이용한 다층 세라믹 기판에 대해서 표층 단자 전극의 형태를 관찰하였다. 시료는 다층 세라믹 기판의 단면을 연마해서 관찰면을 형성하고, 주사형 전자현미경(배율: 3000배)을 이용해서 표층 단자 전극 부근을 사진 촬영하였다. 그 일례를 도 13에, 트레이스를 도 14에 나타낸다. 비어 구멍 내벽에는 미소한 요철이 형성되어 있으므로, 이 요철과 금속 도금층과의 경계면을 측정하였다. 측정은 도 14에 나타낸 바와 같이 경계면의 시점(ds)과 종점(de) 사이를 세라믹 기판의 깊이(두께) 방향으로 가상 중심선을 그어서 경계면의 밀착 길이(L)를 측정하였다. 또한, 시점과 종점 사이에 최대 볼록부의 점(비어 구멍 중심으로 가장 가까운 점)을 통과하는 가상선과, 상기 가상선에 평행한 평행 가상선에 있어서, 최소 오목 경계면에 있는 최대 볼록부를 통과하는 가상선을 그어서 양쪽 선의 간격을 요철폭(w)으로서 측정하였다. 전단강도는, 상기 실시예와 마찬가지로, 땜납 볼 직경 125㎛에서는 0.0064gf/㎛2 이상, 땜납 볼 직경 300㎛에서 0.0028gf/㎛2 이상으로 하고, 인장강도는 땜납 볼 직경 500㎛에 있어서 0.046gf/㎛2 이상을 기준으로 하고 있다. 측정 결과를 표 4에 나타낸다.Next, the shape of the surface terminal electrode was observed for the multilayer ceramic substrate used in the tensile test. The sample grind | polished the cross section of a multilayer ceramic substrate, and formed the observation surface, and photographed the surface terminal electrode vicinity using the scanning electron microscope (magnification: 3000 times). The example is shown in FIG. 13, and a trace is shown in FIG. Since minute unevenness | corrugation was formed in the inner wall of a via hole, the interface surface of this unevenness | corrugation and a metal plating layer was measured. As shown in FIG. 14, the virtual center line was drawn between the starting point ds and the end point de of the interface in the depth (thickness) direction of the ceramic substrate to measure the adhesion length L of the interface. In addition, an imaginary line passing through the point of the largest convex portion (the point closest to the hollow hole center) between the start point and the end point, and a imaginary line passing through the largest convex portion at the minimum concave boundary plane in a parallel imaginary line parallel to the imaginary line. Then, the distance between both lines was measured as the uneven width w. Shear strength is 0.0064 gf / μm 2 or more at the solder ball diameter of 125 μm and 0.0028 gf / μm 2 or more at the solder ball diameter of 300 μm as in the above embodiment, and the tensile strength is 0.046 gf at the solder ball diameter of 500 μm. It is based on / micrometer 2 or more. Table 4 shows the measurement results.

Figure 112009019528143-PAT00004
Figure 112009019528143-PAT00004

요철의 밀착 길이와 요철폭은 양자가 복합적으로 서로 영향을 주고 있는 것으로 여겨지지만, 표 4로부터 경계면의 밀착 길이가 2.2㎛(실시예 3-13 이외) 이상일 때, 또, 요철폭이 0.9㎛(실시예 3-13 이외) 이상일 때, 인장강도는 0.048gf/㎛2 이상의 결과를 얻을 수 있다. 또한, 별도로 행한 전단강도에 대해서도 각 실시예에서 최저한의 0.0028gf/㎛2 이상을 얻을 수 있었다. 따라서, 표 4의 실시예와 비교예의 결과로부터 밀착 길이의 하한은 2㎛, 요철폭의 하한은 0.6㎛인 것으로 여겨진다. 한편, 밀착 길이가 7.8㎛(실시예 3-1)와 11.9㎛(실시예 3-5)에서 인장강도의 차이는 그다지 없다. 밀착 길이의 의존도가 높다고 생각되는 인장강도에 있어서 향상 효과가 보여지지 않으므로 밀착 길이는 최대로 8㎛ 정도이면 충분한 것으로 여겨진다. 또한, 요철폭에 대해서는 클수록 강도는 증가하는 경향이 있고, 이것에 대해서는, 의존도가 높은 것으로 여겨지는 전단강도에 대해서도 마찬가지 결과를 얻을 수 있었다. 비어 구멍 내벽의 요철은 엄밀하게는 제어하기 어렵지만, 실험의 결과로부터는 최대 5㎛ 정도이면 충분한 것으로 상정된다.Although the contact length and uneven | corrugated width | variety of an unevenness | corrugation are considered to mutually mutually influence each other, when the adhesion length of an interface surface is 2.2 micrometers (other than Example 3-13) or more from Table 4, the uneven | corrugated width is 0.9 micrometers ( More than Example 3-13), a tensile strength of 0.048 gf / μm 2 or more can be obtained. Moreover, the minimum 0.0028 gf / micrometer <2> or more minimum in each Example was obtained also about the shear strength separately performed. Therefore, from the result of the Example and comparative example of Table 4, it is considered that the minimum of a contact length is 2 micrometers, and the minimum of uneven | corrugated width is 0.6 micrometer. On the other hand, the difference in tensile strength is not so much that the adhesion length is 7.8 탆 (Example 3-1) and 11.9 탆 (Example 3-5). Since the improvement effect is not seen in the tensile strength which is considered that the dependence of a close contact length is high, a close contact length is considered to be enough as about 8 micrometers at maximum. In addition, the larger the uneven width, the more the strength tends to increase. On the other hand, similar results were obtained for the shear strength which is considered to be highly dependent. Unevenness of the inner wall of the via hole is strictly difficult to control, but from the results of the experiment, it is assumed that a maximum of about 5 μm is sufficient.

[표층 비어전극의 다른 형태][Other Forms of Surface Via Electrodes]

상기 제1제조 방법에 의한 실시예에 있어서 이용한 비어 도체용의 도체 페이스트는, 평균 입자 직경 3.0㎛ 미만의 은(Ag) 분말이 88 내지 94질량%인 것이다. Ag 분말의 평균 입자 직경이 3.0㎛ 이상이면, 인쇄시 직경(φ) 80㎛ 미만의 작은 직경 비어에 대한 충전성이 나빠진다. Ag 분말이 88질량% 미만에서는 페이스트의 수축량이 커지고, 후술하는 바와 같이, 상기 실시예의 형태인 에칭을 이용하지 않아도, 표층 전극단자의 표면이 소성 직후에 오목 형상으로 되기 쉽다. 또한, Ag 분말이 95질량%보다 많으면, 점도가 높아져 페이스트화가 곤란해진다. 또한, 비어 도체 페이스트에는, 소성 후의 비어 충전성을 보다 높이기 위해서, Pd 분말을 첨가해도 된다. Pd가 함유되어 있음으로써, Ag의 소결을 억제하여, 세라믹보다도 먼저 수축하는 것을 방지하는 효과가 있다.The conductor paste for via conductor used in the Example by the said 1st manufacturing method is 88-94 mass% of silver (Ag) powder with an average particle diameter of less than 3.0 micrometers. If the average particle diameter of Ag powder is 3.0 micrometers or more, the filling property to the small diameter via of less than 80 micrometers of diameter (phi) at the time of printing will worsen. If the Ag powder is less than 88% by mass, the shrinkage amount of the paste is large, and as will be described later, the surface of the surface electrode terminal tends to be concave immediately after firing, even without etching, which is a form of the above embodiment. Moreover, when Ag powder is more than 95 mass%, a viscosity will become high and pasting becomes difficult. In addition, Pd powder may be added to the via conductor paste in order to further increase the via filling after firing. By containing Pd, sintering of Ag is suppressed and there exists an effect of preventing shrinkage before ceramics.

이 비어 도체용의 도체 페이스트는, 세라믹 그린 시트의 표면에 형성하는 도체 패턴용의 도체 페이스트로서 이용할 수도 있다. 이 비어 도체용의 도체 페이스트는 이상과 같은 효과를 지니고 있으므로, 비어 도체와 도체 패턴을 형성하는 도체 페이스트를 동일한 재료로 해도, 비어 도체로서, 또, 표면 도체 패턴으로서의 특성이나 기능을 양호하게 발휘할 수 있다.This conductor paste for via conductors can also be used as a conductor paste for conductor patterns formed on the surface of a ceramic green sheet. Since the conductor paste for via conductors has the same effects as described above, even if the via paste and the conductor paste forming the conductor pattern are made of the same material, the characteristics and functions as the via conductor and the surface conductor pattern can be exhibited satisfactorily. have.

여기까지의 설명에서는, 에칭에 의해 표층 비어전극의 표면을 제거함으로써, 표층 비어전극의 표면을 최표면의 세라믹 기판층의 표면으로부터 움푹 패인 위치로 되도록 하고 있었다. 그러나, 여기서 나타낸 공정이나 재료는 일례로서, 이것으로 한정되는 것이 아니다.In the above description, the surface of the surface via electrode is removed by etching so that the surface of the surface via electrode is recessed from the surface of the ceramic substrate layer on the outermost surface. However, the process and material shown here are an example and are not limited to this.

예를 들어, 표층의 세라믹 그린 시트에 대해서는, 소결 시의 체적수축률보다 큰 체적수축률을 가지는 도체 페이스트를 이용하고, 그 밖의 하층에 적층하는 각 세라믹 그린 시트에 대해서는, 상기 제1실시예에서 이용한 도체 페이스트와 같은 것을 이용해서 목적으로 하는 회로에 따라서 비어 도체(비어 배선)와 도체 패턴(회로 배선)을 형성한다. 이러한 도체 페이스트의 실시예 및 비교예를 표 5에 나타낸다.For example, for the ceramic green sheet on the surface layer, a conductor paste having a volume shrinkage ratio greater than the volume shrinkage ratio at the time of sintering is used, and for each ceramic green sheet laminated on the other lower layer, the conductor used in the first embodiment is used. By using a paste or the like, via conductors (via wires) and conductor patterns (circuit wirings) are formed in accordance with the desired circuit. Table 5 shows examples and comparative examples of such conductor pastes.

Figure 112009019528143-PAT00005
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표 5의 예에 나타낸 바와 같이, 수축 때문에, 비어 충전이 불충분해져서 간극이 생기는 일이 있지만, 팔라듐(Pd) 분말을 함유시켜, 은(Ag)의 함유량(질량%)을 조정함으로써 비어 충전성을 회복할 수 있다. 원하는 수축(d<0, 또한 간극이 없는 것)을 얻기 위해서는, 표 5에 실시예로서 표시한 것을 이용하면 된다. 이 표 5의 실시예에 대해서, 땜납 볼이 125㎛인 각 예에 대해서, Ag 분말의 함유량을 변화시키면서 전단강도 및 인장강도를 측정한 결과를 도시한 것을 도 9 및 도 10에 나타낸다. 또한, Ag 분말의 함유량을 73질량%로 하고 Pd 함유량을 변화시켰을 때의 전단강도 및 인장강도의 변화를 도 11 및 도 12에 나타낸다. 도 9 및 도 10에 의하면, 예를 들어, 평균 입자 직경 3.0㎛ 미만의 은(Ag) 분말이 65 내지 85질량%일 경우에, 원하는 전단강도 및 인장강도를 얻을 수 있었다. 또한, 도 11 및 도 12로부터, Pd 함유량은 3질량% 미만으로 하는 것이 바람직하다. 또, 비어 충전성의 면으로부터는, Pd 함유량은 0.1질량% 이상으로 되는 것이 바람직하다.As shown in the example of Table 5, the filling of the via may be insufficient due to shrinkage, but a gap may occur, but the filling of the via is made by containing palladium (Pd) powder and adjusting the content (mass%) of silver (Ag). You can recover. In order to obtain a desired shrinkage (d <0, and there is no gap), those shown in Examples in Table 5 may be used. 9 and 10 show the results of measuring the shear strength and the tensile strength while varying the content of Ag powder for each example in which the solder ball is 125 µm for the example of Table 5. 11 and 12 show changes in shear strength and tensile strength when the Ag powder content is 73 mass% and the Pd content is changed. 9 and 10, for example, when the silver (Ag) powder having an average particle diameter of less than 3.0 µm is 65 to 85 mass%, desired shear strength and tensile strength can be obtained. In addition, it is preferable from FIG. 11 and FIG. 12 that Pd content is less than 3 mass%. Moreover, it is preferable that Pd content becomes 0.1 mass% or more from a via filling property.

따라서, Ag 분말이 65 내지 85질량%, Pd 함유량이 0.1질량% 이상 3질량% 이하, 그리고 Ag 및 Pd 분말 총량이 65.1 내지 88질량%로 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 표층 전극에 사용되는 페이스트로서는, Ag 분말의 함유율이 적고, 소성 후의 도체 페이스트의 체적수축률은 세라믹 그린 시트보다도 커지기 때문에, 소성 후의 표층 비어전극의 표면은 최표면의 세라믹 기판층의 표면으로부터 움푹 패인 위치로 된다.Therefore, it is preferable that Ag powder is 65-85 mass%, Pd content is 0.1 mass% or more and 3 mass% or less, and Ag and Pd powder total amount may be 65.1-88 mass%. Thus, as the paste used for the surface electrode, the content of Ag powder is small, and the volume shrinkage of the conductor paste after firing is larger than that of the ceramic green sheet. Therefore, the surface of the surface via electrode after firing is recessed from the surface of the ceramic substrate layer at the outermost surface. It becomes the indent position.

또한, 이 경우에는, 적어도 최표면의 세라믹 기판층으로 되는 세라믹 그린 시트에 있어서, 비어 구멍에 비어 도체(비어 배선)와 도체 패턴(회로 패턴)을 1회의 인쇄로 일제히 형성해도 된다. 즉, 이들 비어 도체와 도체 패턴을 동일한 재질의 도체 페이스트로 형성해도 된다.In this case, in the ceramic green sheet which becomes the ceramic substrate layer of the outermost surface, a via conductor (via wiring) and a conductor pattern (circuit pattern) may be simultaneously formed in the via hole by one printing. That is, you may form these via conductor and conductor pattern from the conductor paste of the same material.

이 형태에 의하면, 상기 도체 페이스트를 이용한 표층의 세라믹 그린 시트의 비어 도체가 소성 시 보다 많이 수축하고, 이 표층 비어전극의 표면은 세라믹 기판층의 표면보다도 기판 안쪽(비어 구멍 내부)에 움푹 패여 위치하게 된다. 따라서, 본 실시예에 있어서의 표층 단자 전극 구조를 얻을 수 있다. 단, 체적수축률이 다른 만큼, 비어 구멍 내벽과의 사이에도 공공이나 간극이 생기기 쉽다. 그 때문에, 도금약액이 비어 구멍 내벽의 요철에 들어가 남기 쉽다. 그러나, 하층의 비어 배선이나 내부 배선에 대해서는, 전술한 바와 같은 통상의 도체 페이스트를 이용하므로 소성 시의 체적수축량은 세라믹 기체와 같은 정도이다. 따라서, 하층에 대해서는, 비어 도체와 비어 구멍 내벽과의 사이에는 공공이나 간극 등의 결함이 생기는 일이 없고, 여기서 도금액의 침투를 방지할 수 있어서, 내부식성의 문제는 회피할 수 있다.According to this aspect, the via conductor of the ceramic green sheet of the surface layer using the conductor paste shrinks more during firing, and the surface of the surface via electrode is recessed in the substrate (inside the hollow hole) than the surface of the ceramic substrate layer. Done. Therefore, the surface layer terminal electrode structure in this embodiment can be obtained. However, as the volumetric shrinkage rate is different, there is a tendency for a vacancy or gap to occur between the via hole inner wall. Therefore, the plating chemical easily enters the unevenness of the inner wall of the via hole. However, for the via wiring and the internal wiring of the lower layer, the conventional conductor paste as described above is used, so that the volume shrinkage during firing is about the same as that of the ceramic substrate. Therefore, in the lower layer, defects such as voids and gaps do not occur between the via conductor and the via hole inner wall, and the penetration of the plating liquid can be prevented here, and the problem of corrosion resistance can be avoided.

이 형태의 경우에는 도 1에 있어서 나타낸 처리 S11의 에칭 처리는 반드시 필요한 것은 아니다. 그렇다고는 하지만, 에칭 처리를 조합시켜서 이용해도 무방하다. 또한, 도 1에 나타낸 처리에 있어서는, 가능하면 복수의 공정을 일제히 실시해도 된다.In this case, the etching process of the process S11 shown in FIG. 1 is not necessarily required. However, you may use combining an etching process. In addition, in the process shown in FIG. 1, you may perform a some process simultaneously as possible.

[다층 세라믹 기판의 제조 방법의 다른 예][Other example of manufacturing method of multilayer ceramic substrate]

또한, 다음에, 본 실시예에 의한 다층 세라믹 기판의 제조 방법의 다른 예를 나타낸다. 이 예에서는, 미소결 다층 세라믹체의 최표면측에 위치하는 것으로 되는 제1세라믹 그린 시트에 비어 구멍을 형성한다. 이 비어 구멍은, 레이저 가공에 의해서 형성되어, 세라믹 그린 시트를 관통하고 있다. 비어 구멍의 개구부의 형상은 평면에서 보아서 거의 원형을 이루지만, 세라믹 그린 시트 내에서는, 레이저광의 입사측에서부터 출사측으로 향함에 따라서, 직경이 작아져, 입체적으로는 테이퍼 형상을 하고 있다. 개구부의 레이저광 입사측 직경은 대략 60㎛로 하고 있다. 또한, 세라믹 그린 시트는 지지 필름 위에 형성되어 있고, 지지 필름은 화학적으로 안정적이고 가소성이 높은 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트) 필름을 이용하면 된다.Moreover, another example of the manufacturing method of the multilayer ceramic substrate by a present Example is shown next. In this example, via holes are formed in the first ceramic green sheet to be positioned on the outermost surface side of the green multilayer ceramic body. This via hole is formed by laser processing and penetrates through the ceramic green sheet. Although the shape of the opening of the via hole is almost circular in plan view, in the ceramic green sheet, the diameter decreases as it goes from the incidence side to the exit side of the laser light, and is tapered in three dimensions. The diameter of the laser beam incident side of the opening is set to approximately 60 µm. In addition, the ceramic green sheet is formed on a support film, and the support film may use a chemically stable PET plastic (polyethylene terephthalate) film.

다음에, 스크린과 스퀴지를 이용해서, 은 페이스트를 비어 구멍에 인쇄 충전한다. 제1세라믹 그린 시트의 인쇄에서는, 도체 페이스트 중 Ag 함유량 65질량%, Pd 함유량 0.1질량%인 것을 이용하면 된다. 또, 인쇄를 행할 때, 비어 구멍에의 충전을 행할 뿐만 아니라, 비어 구멍이 존재하지 않는 부분에도 설계상의 필요에 따라서 도체 패턴을 형성해도 된다. 이 경우, 스크린에는 금속이나 나일론 등의 세선을 엮은 메쉬가 설치되어, 그 위에 밀착한 유제나 금속박으로 인쇄 패턴의 이미지가 개구 형성된다. 스크린의 이미지 개구부와 세라믹 그린 시트의 레이저 가공에 의한 개구부는 서로 위치를 맞추어 배치해 두고, 인쇄를 실행한다.Next, using a screen and a squeegee, the silver paste is printed and filled into the via hole. In printing of a 1st ceramic green sheet, what is necessary is what is 65 mass% Ag content and 0.1 mass% Pd content in a conductor paste. In addition, when printing, not only the via hole is filled, but also the portion where the via hole does not exist may be formed with a conductor pattern according to design needs. In this case, the screen is provided with a mesh woven with a fine wire such as metal or nylon, and an image of a print pattern is formed by an oil agent or a metal foil adhered thereon. The image opening of the screen and the opening by laser processing of the ceramic green sheet are arranged to be aligned with each other, and printing is performed.

다음에, 미소결 다층 세라믹체의 제1세라믹 그린 시트에 인접해서 적층되는 제2세라믹 그린 시트를 제작한다. 이 제2세라믹 그린 시트에 있어서도, 비어 구멍을 레이저 가공에 의해서 형성하는 것은 제1세라믹 그린 시트와 마찬가지이다. 단, 제2세라믹 그린 시트에 있어서는 개구부의 레이저광 입사측 직경을 반드시 제1세라믹 그린 시트의 직경과 동일하게 할 필요는 없다.Next, a second ceramic green sheet laminated adjacent to the first ceramic green sheet of the microcrystalline multilayer ceramic body is produced. Also in this 2nd ceramic green sheet, forming a via hole by laser processing is the same as that of a 1st ceramic green sheet. However, in the second ceramic green sheet, the laser beam incident side diameter of the opening does not necessarily have to be the same as the diameter of the first ceramic green sheet.

다음에, 스크린과 스퀴지를 이용해서, 은 페이스트를 개구부에 인쇄 충전시킨다. 제2세라믹 그린 시트의 인쇄에서는 도체 페이스트 중 Ag 함유량 85질량%, Pd 함유량 0.3질량%인 것을 이용하고, 그 외 스크린과 스퀴지는 제1세라믹 그린 시트의 경우와 마찬가지이다. 이하, 제3세라믹 그린 시트 이후도 제2세라믹 그린 시트와 마찬가지로 제작한다.Next, the silver paste is printed and filled into the openings using the screen and the squeegee. In the printing of the second ceramic green sheet, an Ag content of 85% by mass and a Pd content of 0.3% by mass in the conductor paste are used, and the other screens and the squeegee are similar to those of the first ceramic green sheet. Hereinafter, the third ceramic green sheet is also produced in the same manner as the second ceramic green sheet.

최후에 미소결 다층 세라믹체에 있어서 제1세라믹 그린 시트와 마주 보는 반대쪽의 최표면측에 위치하는 것으로 되는 최종의 세라믹 그린 시트를 제작한다. 비어 구멍 개구부를 레이저 가공에 의해서 형성하는 순서는 제1, 제2세라믹 그린 시트와 마찬가지이다. 다음에, 스크린과 스퀴지를 이용해서, 은 페이스트를 개구부에 인쇄 충전시킨다. 최종의 세라믹 그린 시트의 인쇄에서는 도체 페이스트 중 Ag 함유량 65질량%, Pd 함유량 0.1질량%인 것을 이용하면 된다.Finally, the final ceramic green sheet which is located on the outermost surface side opposite to the first ceramic green sheet in the microcrystalline multilayer ceramic body is produced. The procedure for forming the via hole opening portion by laser processing is the same as that of the first and second ceramic green sheets. Next, the silver paste is printed and filled into the openings using the screen and the squeegee. In the printing of the final ceramic green sheet, one having 65 mass% Ag content and 0.1 mass% Pd content in the conductor paste may be used.

미소결 다층 세라믹체의 최표면측에 위치하는 것으로 되는 제1세라믹 그린 시트를 고정용 필름 위에 세트하고, 금형에서 소정의 압력, 온도, 시간으로 프레스해서 압착한다. 예를 들어, 압력 1 내지 5㎫(10 내지 50㎏f/㎠), 온도 30 내지 60℃, 시간 3 내지 15초 등으로 한다. 열압착 상하의 금형은 히터를 내장한 단순한 평판 형상이면 된다. 프레스에 의한 압착이 끝나면, 세라믹 그린 시트의 캐리어 필름을 박리한다. 이때, 그린 시트는 고정용 필름에 고정되어 있어, 캐리어 필름의 박리 시 함께 박리되는 일은 없다.The first ceramic green sheet, which is located on the outermost surface side of the green multilayer multilayer ceramic body, is set on the fixing film, pressed in a mold at a predetermined pressure, temperature, and time to be pressed. For example, the pressure is 1 to 5 MPa (10 to 50 kgf / cm 2), the temperature is 30 to 60 ° C., the time is 3 to 15 seconds, or the like. The mold above and below thermocompression bonding should just be a flat plate shape incorporating a heater. After the pressing by the press is completed, the carrier film of the ceramic green sheet is peeled off. At this time, the green sheet is fixed to the film for fixing and does not peel together at the time of peeling of a carrier film.

다음에, 제2세라믹 그린 시트를 적층한다. 각 세라믹 그린 시트에는, 내부 회로 배선을 구성하는 도체 패턴이 인쇄되어 있는 것으로 한다. 세라믹 그린 시트의 한쪽의 면이 제1층의 세라믹 그린 시트에 접하도록 세트하고, 제1세라믹 그린 시트의 경우와 마찬가지로, 프레스해서 압착한다. 이때, 프레스 온도를 인쇄 페이스트 내의 점착제가 연화·고착하는 온도로 하면, 가압력에 의해 인쇄부가 상대쪽 세라믹 그린 시트와 접합한다. 따라서, 세라믹 그린 시트끼리는, 인쇄 도체 페이스트를 개재해서 결합된다. 또한, 전극이 없이 세라믹층끼리 직접 접촉하는 곳도, 전극을 사이에 개재할 경우와 마찬가지로 연화되어서 고착되어 결합한다. 이때의 압착 온도는 점착제의 종류에도 의존하지만, 보통 40 내지 90℃ 정도의 저온이면 되고, 접합 강도는 가압력을 변화시킴으로써 조정할 수 있다. 압착 후, 세라믹 그린 시트의 캐리어 필름을 박리한다. 제3세라믹 그린 시트 이후는 최종 세라믹 그린 시트까지, 제2세라믹 그린 시트와 마찬가지 공정으로 적층한다. 또한, 적층체를 강력하게 일체화시키기 위해서, 전체를 적층한 후 고정용 필름을 제거하고, 더욱 압착 공정을 행해도 된다.Next, a second ceramic green sheet is laminated. It is assumed that the conductive pattern constituting the internal circuit wiring is printed on each ceramic green sheet. One surface of the ceramic green sheet is set to be in contact with the ceramic green sheet of the first layer, and is pressed and pressed in the same manner as in the case of the first ceramic green sheet. At this time, when the press temperature is a temperature at which the pressure-sensitive adhesive in the printing paste softens and adheres, the printing portion is bonded to the counterpart ceramic green sheet by pressing force. Therefore, ceramic green sheets are bonded through a printed conductor paste. In addition, the places where the ceramic layers are in direct contact with each other without electrodes are softened and fixed and bonded as in the case of interposing the electrodes. Although the crimping | compression-bonding temperature at this time also depends on the kind of adhesive, what is necessary is just a low temperature about 40-90 degreeC normally, and joining strength can be adjusted by changing a pressing force. After the pressing, the carrier film of the ceramic green sheet is peeled off. After the third ceramic green sheet, the final ceramic green sheet is laminated in the same process as the second ceramic green sheet. Moreover, in order to integrate a laminated body strongly, you may remove a film for fixation after laminating | stacking the whole, and may perform a crimping process further.

이들 압착, 박리, 적층의 일련의 공정의 일부 혹은 전부를 감압한 분위기 하에서 행해도 되는 것은 전술한 실시예와 마찬가지이다. 그 후, 더욱 미소결 다층 세라믹체를 반전시키고, 제1세라믹 그린 시트와 마주 보는 반대쪽의 최표면에 표면 도체 패턴을 인쇄 형성한다. 이에 더해서, 필요에 따라서 미소결 다층 세라믹체의 제1세라믹 그린 시트측 표면 및 그것과 마주 보는 반대쪽의 최표면에 절연성 페이스트를 인쇄 형성해도 된다. 이와 같이 해서 인쇄와 적층공정을 완료한 미소결 다층 세라믹체 전체에 대해서 최종의 압착 공정을 행하여, 일체화나 평탄화를 확실하게 하는 것으로 해도 된다.It is the same as the above-mentioned embodiment that you may perform part or all of these series of crimping | bonding, peeling, and lamination | stacking in the atmosphere which reduced pressure. Thereafter, the green micro multilayer ceramic body is further inverted, and a surface conductor pattern is printed and formed on the outermost surface opposite to the first ceramic green sheet. In addition, an insulating paste may be printed and formed on the surface of the first ceramic green sheet side of the microcrystalline multilayer ceramic body and the outermost surface opposite to it as necessary. In this way, the final crimping step may be performed on the entire green multilayer ceramic body having completed the printing and laminating steps to ensure integration and flattening.

그 후, 전술한 미소결 다층 세라믹체에는 적절하게 분할용의 얕은 홈을 형성하고, 다루기 쉬운 크기로 절단하는 등의 가공을 행하여, 소결한다. 소결 조건은, 예를 들어, 대기 소성 분위기 중에서 900℃, 2시간 정도로 한다. 소성 분위기는 소성 도중에 수분량이나 산소 농도를 변경함으로써, 다층 세라믹체 내의 유기물 등 불필요성분의 증발이나 연소를 촉진하여, 재료의 성능을 끌어내기 위해서 반응이나 확산을 제어하는 것이 종종 행해진다.Thereafter, the above-described microcrystalline multilayer ceramic body is appropriately formed with a shallow groove for dividing, and cut into a size that is easy to handle, and then sintered. Sintering conditions are made into 900 degreeC and about 2 hours in an atmospheric baking atmosphere, for example. In the firing atmosphere, by changing the moisture content and the oxygen concentration during the firing, it is often done to promote the evaporation or combustion of unnecessary components such as organic substances in the multilayer ceramic body and to control the reaction and diffusion in order to derive the performance of the material.

이와 같이 해서 얻어진 소결 다층 세라믹체의 비어 구멍 내부에는 무전해 도금에 의해서, Ni 바탕층과 Au 피복으로 이루어진 금속 도금층을 형성하여, 다층 세라믹 기판이 완성된다.In the via hole of the thus obtained sintered multilayer ceramic body, a metal plating layer composed of a Ni base layer and Au coating is formed by electroless plating, thereby completing a multilayer ceramic substrate.

실제로, 전술한 방법으로 완성된 다층 세라믹 기판의 단면을 형성해서 내부의 상태를 관찰한 바, 표층 비어전극의 위치는 d=-2㎛로 세라믹 기판 표면보다도 약 2.1㎛ 움푹 패인 위치에 있으며, 비어 직경 60㎛와의 비(d/φ)는 -0.033이었다. Ni 바탕층 4㎛와 Au 피복 0.05㎛의 합계 도금 두께는 4.05㎛로, 도금을 포함한 표층 단자 전극은 세라믹 기판 표면보다도 약 2㎛ 돌출하고 있었다. 또한, 다층 세라믹 기판의 내부 비어전극에는 비어 구멍과의 경계나 내부의 배선과의 접합부에 간극은 없었다.In fact, the cross-section of the multilayer ceramic substrate completed by the above-described method was observed, and the internal state was observed. The position of the surface via electrode is d = -2 μm, which is about 2.1 μm deeper than the surface of the ceramic substrate. The ratio (d / φ) with a diameter of 60 µm was -0.033. The total plating thickness of 4 micrometers of Ni base layers and 0.05 micrometers of Au coatings was 4.05 micrometers, and the surface layer terminal electrode containing plating protruded about 2 micrometers from the surface of a ceramic substrate. In the via via electrode of the multilayer ceramic substrate, there were no gaps between the via hole and the junction between the internal wiring.

또한, 이 다층 세라믹 기판을 개별 조각으로 분할하고, 시험용 프린트 기판에 납땜한 후, 항온항습조에 넣어 85℃ 85% RH의 환경 중에서 본래의 전기설계에 따른 경로에 +4V의 직류전압을 인가하는 「고온고습 통전시험」을 행하였다. 1000시간의 전체 시험 시간 동안, 절연 불량은 없고, 외관적인 이상도 없었다.In addition, the multilayer ceramic substrate is divided into individual pieces, soldered to a test printed circuit board, and placed in a constant temperature and humidity chamber to apply a DC voltage of + 4V to a path according to the original electrical design in an environment of 85 ° C 85% RH. High temperature, high humidity energization test ”was carried out. During the total test time of 1000 hours, there was no insulation failure and no appearance abnormality.

[무수축공법에 의한 실시예][Example by the non-shrinkage method]

또, 구속 그린 시트를 이용하는 제조 방법의 경우도, 세라믹 기판 표면에 있어서 면 내의 수축은 저지되지만, 두께 방향에는 구속력이 약하기 때문에, 비어전극이 수축할 때에 약간의 오목부가 형성된다.Also, in the case of the manufacturing method using the constrained green sheet, in-plane shrinkage is prevented on the surface of the ceramic substrate. However, since the restraining force is weak in the thickness direction, some recesses are formed when the via electrode shrinks.

본 실시예의 다층 세라믹 기판은, 전술한 제1실시예에 무수축공법을 가한 공정에 의해서 제조된다. 이 다층 세라믹 기판에서는, 도 8에 단면을 예시한 바와 같이, 복수의 세라믹 기판층(1a), (1b)…이 적층된다. 또한, 그 최표면의 세라믹 기판층(1a)에는, 비어 구멍(11)이 형성되고, 이 비어 구멍(11)에는, 내부에 비어 배선(12)이 형성된다. 또한, 도 8의 단면에 대한 설명이나, 다음의 설명은, 어느 것인가의 제조 실시형태에 한정되는 것이 아니라 전술한 각 실시예에 공통되는 것이다.The multilayer ceramic substrate of this embodiment is manufactured by a process in which the non-contraction method is applied to the first embodiment described above. In this multilayer ceramic substrate, a plurality of ceramic substrate layers 1a, 1b,... This is laminated. In addition, the via hole 11 is formed in the ceramic substrate layer 1a of the outermost surface, and the via wiring 12 is formed inside this via hole 11. In addition, description about the cross section of FIG. 8 and the following description are not limited to any manufacturing embodiment, but are common to each Example mentioned above.

또, 비어 구멍(11)에는, 표층 비어전극(2)이 형성된다. 이 표층 비어전극(2)의 표면은, 최표면의 세라믹 기판층(1a)에 형성된 비어 구멍(11)의 내부에 있어서, 최표면의 세라믹 기판층(1a)의 표면보다도 움푹 패인 위치에 있다. 즉, 이 표층 비어전극(2)은, 내부의 세라믹 기판층(1a), (1b)… 상의 배선 패턴(P)에 전기적으로 접속되어 있다. 즉, 표층 비어전극(2)은, 비어 배선(12)을 최표면쪽으로 연장한 상태에 있고, 비어 배선(12)에 연속적으로(전기적으로) 연결되어 있다.In the via hole 11, the surface via electrode 2 is formed. The surface of the surface via electrode 2 is in a recessed position than the surface of the ceramic substrate layer 1a at the outermost surface in the via hole 11 formed in the ceramic substrate layer 1a at the outermost surface. In other words, the surface via electrodes 2 are formed of ceramic substrate layers 1a, 1b,. It is electrically connected to the wiring pattern P of an image. That is, the surface via electrode 2 is in a state where the via wiring 12 extends toward the outermost surface and is continuously (electrically) connected to the via wiring 12.

또한, 이 표층 비어전극(2)의 표면에는, 금속 도금층(3)이 피착되고, 이 금속 도금층(3)의 표면(MF)은, 최표면의 세라믹 기판층 표면(S)과 대략 동일 평면(표면(S)으로부터 3㎛ 이하만큼 돌출을 포함하는 면 내) 내지 움푹 패인 위치에 있다.In addition, a metal plating layer 3 is deposited on the surface of the surface via electrode 2, and the surface MF of the metal plating layer 3 is substantially flush with the surface of the ceramic substrate layer S of the outermost surface ( In-plane including protrusions by 3 µm or less from the surface S).

도 8에 나타낸 예에 있어서는, 비어 구멍(11)의 단면이 최표면을 향해서 직경이 커지는 테이퍼 형상을 이루고, 금속 도금층(3)은, 비어 구멍(11) 내벽으로부터 최표면의 세라믹 기판 표면에 걸쳐서 피착되어 있다(좌단부분). 이러한 실시형태도 대략 동일면으로 간주할 수 있다. 그렇다고는 하지만, 금속 도금층(3)은, 비어 구멍(11) 내부에 있어서, 세라믹 기판의 표면에 피착되어 있지 않아도 된다.In the example shown in FIG. 8, the cross section of the via hole 11 forms a tapered shape with a larger diameter toward the outermost surface, and the metal plating layer 3 extends from the inner wall of the via hole 11 to the outermost ceramic substrate surface. It is attached (left end). This embodiment can also be regarded as approximately the same plane. However, the metal plating layer 3 does not need to be deposited on the surface of the ceramic substrate in the via hole 11.

또한, 이 금속 도금층(3)의 표면은, 최표면의 세라믹 기판 표면(S)보다도 돌출하고 있어도 되지만, 그 경우에는 3㎛ 이상의 돌출로 되고, 상기 돌출하고 있는 부분의 직경은, 비어 구멍(11)의 직경보다도 크게 되어 있어도 된다. 또한, 테이퍼 형상 비어 구멍의 경우의 직경(φ)은, 위에서 본 금속 도금층(3)의 직경을 이용하는 것으로 한다.In addition, although the surface of this metal plating layer 3 may protrude more than the ceramic substrate surface S of outermost surface, in that case, it will protrude 3 micrometers or more, and the diameter of the said protruding part will be a via hole 11 It may be larger than the diameter of). In addition, the diameter (phi) in the case of a tapered via hole shall use the diameter of the metal plating layer 3 seen from above.

[전자부품][Electronic parts]

이와 같은 다층 세라믹 기판을 이용할 때에는, 금속 도금층(3) 표면에, 땜납 볼을 이용하여 표면 실장부품을 탑재해서 전자부품을 구성한다. 이 전자부품은, 예를 들어, 휴대전화기 등의 전자기기에 이용할 수 있다.When using such a multilayer ceramic substrate, a surface mounting component is mounted on the surface of the metal plating layer 3 using solder balls, and an electronic component is comprised. This electronic component can be used, for example, in electronic devices such as mobile phones.

또, 실장하는 전자부품은 컨덴서, 인덕터, 저항 등의 수동 소자 외에, 반도체 제품, 나아가서는, 복수의 수동부품을 집적한 어레이 등을 포함한 모듈부품 등의 능동소자를 들 수 있다. 본 실시예의 다층 세라믹 기판에서는, 이들 각 전자부품에 대응하는 모든 표층 비어전극의 단면이 최표면의 세라믹 기판층 표면보다도 움푹 패인 위치에 없어도 된다. 또한, 비어 구멍의 크기도 동일하지 않아도 된다. 즉, 상부면 부품 탑재 시 반도체 부품이 탑재되는 부분에는 직경(φ) 60㎛인 비어 구멍을 형성하고, 칩 컨덴서와 칩 저항이 탑재되는 부분에는 직경(φ) 100㎛인 비어 구멍을 형성해도 된다. 여기서, 반도체 부품이 탑재되는 부분에 직경(φ) 60㎛인 비어 구멍을 형성하는 것으로 하고 있는 것은, 반도체 접속용 패드의 배치는 피치 150 내지 200㎛로 좁기 때문에, 제1세라믹 그린 시트의 경우에는 좁은 피치에 상당하는 부분에서는 비어 가공 직경도 작게 할 필요가 있기 때문이다.The electronic components to be mounted may include passive components such as capacitors, inductors, and resistors, as well as active components such as semiconductor products, and module components including an array in which a plurality of passive components are integrated. In the multilayer ceramic substrate of this embodiment, the cross-sections of all surface layer via electrodes corresponding to each of these electronic components do not have to be in a recessed position than the surface of the ceramic substrate layer on the outermost surface. In addition, the size of the via hole does not have to be the same. In other words, a via hole having a diameter of 60 μm may be formed in a portion where the semiconductor component is mounted, and a via hole having a diameter of 100 μm may be formed in a portion where the chip capacitor and the chip resistor are mounted. . Here, a via hole having a diameter of 60 µm is formed in a portion where the semiconductor component is mounted. In the case of the first ceramic green sheet, since the arrangement of the pads for semiconductor connection is narrow with a pitch of 150 to 200 µm, This is because the via diameter needs to be reduced in the portion corresponding to the narrow pitch.

어떤 예에서는, 구체적으로, 외형 크기가 사방 3㎜, 두께가 0.25㎜인 반도체 제품이 플립 칩 실장된다. 여기에서 다층 세라믹 기판과 마주 보는 반도체 제품의 실장면에 형성되는 플립 칩 접속용 패드의 형상은, 1변이 100㎛인 대략 정방형을 이루고, 패드의 배치 간격은 장소에 따라 150㎛ 내지 200㎛ 사이에서 다르게 한 것으로 해도 된다. 다층 세라믹 기판의 반도체와 마주 보는 면에 설치되는 플립 칩 접속용 표층 비어전극의 형상은 직경 100㎛인 대략 원형으로 하고, 표층 비어전극의 배치 간격은 탑재되는 반도체 제품의 그것과 일치시킨다. 수동부품은, 세라믹 칩 컨덴서 및 칩 저항기로, 1×0.5㎜ 및 0.6×0.3㎜의 2종류를 이용한다.In some examples, specifically, a semiconductor product having an outline size of 3 mm square and a thickness of 0.25 mm is flip chip mounted. Here, the shape of the flip chip connection pad formed on the mounting surface of the semiconductor product facing the multilayer ceramic substrate is approximately square with one side of 100 µm, and the spacing between the pads is between 150 µm and 200 µm depending on the place. You may make it different. The shape of the surface via electrode for flip chip connection provided on the surface facing the semiconductor of the multilayer ceramic substrate is approximately circular with a diameter of 100 µm, and the arrangement interval of the surface via electrode is consistent with that of the semiconductor product to be mounted. The passive components use two types of ceramic chip capacitors and chip resistors, 1 × 0.5 mm and 0.6 × 0.3 mm.

다층 세라믹 기판은 다음과 같이 제작하였다. 저온 소결가능한 세라믹 재료의 제조, 세라믹 그린 시트 생성까지는 앞서 기재한 방법과 마찬가지이다. 그리고 미소결 다층 세라믹체의 최표면측에 위치하는 것으로 되는 제1세라믹 그린 시트에 비어 구멍을 형성하는 것이지만, 이 비어 구멍을 형성하는 공정에 있어서는, 상부면 부품 탑재 시 반도체 부품이 탑재되는 부분에는 직경(φ) 60㎛의 비어 가공을, 칩 컨덴서와 칩 저항이 탑재되는 부분에는 직경(φ) 100 ㎛의 비어 가공을 행한다.The multilayer ceramic substrate was produced as follows. The production of low-temperature sinterable ceramic materials and the production of ceramic green sheets are the same as described above. The via hole is formed in the first ceramic green sheet, which is located on the outermost surface side of the microcrystalline multilayer ceramic body. However, in the process of forming the via hole, the portion in which the semiconductor component is mounted at the time of mounting the upper surface part is mounted. The via processing of 60 micrometers in diameter (phi) is subjected to the via processing of 100 micrometers in diameter (phi) in the part where a chip capacitor and chip resistance are mounted.

이들 비어 구멍을 레이저 가공에 의해서 형성할 경우에는, 우선 직경(φ) 100㎛의 비어 가공을 행하고, 계속해서 레이저 가공장치 내부의 콜리메이터 등 광학부품이나, 펄스폭이나 샷수 등의 가공 조건을 변경해서 φ 60㎛의 비어 가공을 행하면 된다. 또한, φ 100㎛와 φ 60㎛의 어느 쪽을 먼저 가공할지의 순서는 어느 쪽이라도 무방하다. 이와 같이 해서 제1세라믹 그린 시트에는 직경이 다른 비어 구멍이 혼재하게 된다. 또한, 이 비어 구멍을 기계식 펀처에 의해서 형성하는 것도 가능하다. 그 경우에는 가공 핀을 유지하는 금형의 소정의 위치에 φ 100㎛와 φ 60㎛의 핀을 배치함으로써 다른 직경의 비어 구멍을 한번의 동작으로 가공하는 것으로 되지만, 기계식 펀처로 φ 100㎛ 이하의 미세한 가공을 안정적으로 행하는 것은 어려울 경우가 있다.In the case of forming these via holes by laser processing, via processing is performed with a via having a diameter of 100 µm first, followed by changing processing conditions such as an optical component such as a collimator inside the laser processing apparatus and pulse width and the number of shots. What is necessary is just to perform the via processing of (phi) 60micrometer. In addition, the order of which to process (phi) 100micrometer and (phi) 60micrometer first may be either. In this manner, via holes having different diameters are mixed in the first ceramic green sheet. It is also possible to form this via hole by a mechanical puncher. In that case, via holes of different diameters are processed in a single operation by placing pins of φ 100 μm and φ 60 μm at predetermined positions of the mold holding the processing pins. It may be difficult to process stably.

다음에, 스크린과 스퀴지를 이용해서, 은 페이스트를 비어 구멍에 인쇄 충전시킨다. 도체의 인쇄공정은 복수회로 분할해서 행한다. 우선, 반도체 부품이 탑재되는 직경(φ) 60㎛의 비어 가공을 행한 부분에는 도체 페이스트 중 Ag 함유량 80질량%, Pd 함유량 0.1질량%인 것(소결 시의 체적수축이 비교적 큰 페이스트)을 이용해서 비어 충전 인쇄를 행한다. 이 도체 페이스트를 건조한 후, 칩 컨덴서나 칩 저항이 탑재되는 직경(φ) 100㎛의 비어 가공을 행한 부분에는 도체 페이스트 중 Ag 함유량 90질량%, Pd 함유량 0질량%인 것(소결 시의 체적수축이 비교적 작은 페이스트)을 이용해서 비어 충전 인쇄를 행함과 동시에 표면의 표면 배선 패턴의 인쇄도 행한다.Next, using a screen and a squeegee, the silver paste is printed and filled into the via hole. The printing process of the conductor is performed by dividing a plurality of times. First, the via-processed part having a diameter of 60 µm on which the semiconductor component is mounted was subjected to 80% by mass of Ag content and 0.1% by mass of Pd content (paste having a relatively large volume shrinkage during sintering). Via filling printing is performed. After drying this conductor paste, the via-processed part with a diameter (phi) of 100 micrometers in which a chip capacitor and chip resistance is mounted is 90 mass% of Ag content, and 0 mass% of Pd content in the conductor paste (volume shrinkage at the time of sintering). Via filling printing is performed using this relatively small paste) and printing of the surface wiring pattern on the surface is also performed.

다음에, 미소결 다층 세라믹체의 제1세라믹 그린 시트에 인접해서 적층되는 제2세라믹 그린 시트를 제작한다. 이 제2세라믹 그린 시트에 있어서도, 비어 구멍을 레이저 가공에 의해서 형성하는 것은 제1세라믹 그린 시트와 마찬가지이다. 단, 제2세라믹 그린 시트에 있어서는 윗면에 탑재되는 부품이 반도체 부품이거나, 칩 컨덴서나 칩 저항이거나에 따라서 비어 구멍 가공의 직경을 반드시 변경하지 않아도 된다. 즉, 직경이 다른 비어 구멍을 혼재시키지 않고 1종류의 직경만의 비어 구멍으로 해도 무방하다.Next, a second ceramic green sheet laminated adjacent to the first ceramic green sheet of the microcrystalline multilayer ceramic body is produced. Also in this 2nd ceramic green sheet, forming a via hole by laser processing is the same as that of a 1st ceramic green sheet. However, in the second ceramic green sheet, the diameter of the via hole processing does not necessarily need to be changed depending on whether the component mounted on the upper surface is a semiconductor component or a chip capacitor or chip resistor. That is, the via holes of only one type of diameter may be used without mixing the via holes having different diameters.

즉, 제2세라믹 그린 시트 이후에서는 배선의 재배치에 의해서 피치를 조금씩 넓게 하는 것이 가능할 경우가 많고, 항상 φ 60㎛ 등의 미세한 비어를 필요로 하는 것으로는 한정되지 않으므로 비어 가공 직경은 φ 100㎛ 등의 굵게 제조하기 쉬운 것으로 맞추는 것이 가능하다. 또한, 실제로는, 몇층째의 세라믹 그린 시트로부터 이와 같이 미세한 비어를 필요로 하지 않게 될지는, 개개의 부품과 다층 세라믹 기판의 설계에 따라서 다르다.That is, after the second ceramic green sheet, it is often possible to slightly widen the pitch by repositioning the wiring, and the via processing diameter is not limited to requiring a fine via such as φ 60 μm at all times. It is possible to match with the thing which it is easy to make bold. In addition, whether or not such fine vias are actually required from the ceramic green sheets of which layers depends on the design of the individual components and the multilayer ceramic substrate.

제2세라믹 그린 시트에의 인쇄는 도체 페이스트 중 Ag 함유량 90질량%, Pd 함유량 0질량%인 것을 이용해서 비어 충전 인쇄를 행한다. 또한, 이 인쇄 시 표면 배선 패턴의 인쇄도 아울러서 행하는 것으로 해도 된다. 이하, 마찬가지로 해서 제3번째 이후의 세라믹 그린 시트에 대해서도 비어 구멍 가공과 도체 인쇄를 행한다.Printing to a 2nd ceramic green sheet performs via filling printing using 90 mass% Ag content and 0 mass% Pd content in a conductor paste. In addition, printing of the surface wiring pattern at the time of this printing may also be performed together. Similarly, via hole processing and conductor printing are also performed for the third and subsequent ceramic green sheets.

다음에, 미소결 다층 세라믹체의 최표면측에 위치하는 것으로 되는 제1세라믹 그린 시트를 고정용 필름 위에 세트하고, 금형에서 소정의 압력, 온도, 시간에서 프레스해서 압착한다. 예를 들어, 압력 1 내지 5㎫(10 내지 50㎏f/㎠), 온도 30 내지 60℃, 시간 3 내지 15초 등으로 한다. 열압착 상하의 금형은 히터를 내장한 단순한 평판 형상이면 된다. 프레스에 의한 압착이 끝나면, 세라믹 그린 시트의 캐리어 필름을 박리한다. 이때, 그린 시트는 고정용 필름에 고정되어 있어, 캐리어 필름의 박리 시 함께 박리되는 일은 없다.Next, the first ceramic green sheet, which is located on the outermost surface side of the green multilayer ceramic body, is set on the fixing film, pressed in a mold at a predetermined pressure, temperature, and time to be pressed. For example, the pressure is 1 to 5 MPa (10 to 50 kgf / cm 2), the temperature is 30 to 60 ° C., the time is 3 to 15 seconds, or the like. The mold above and below thermocompression bonding should just be a flat plate shape incorporating a heater. After the pressing by the press is completed, the carrier film of the ceramic green sheet is peeled off. At this time, the green sheet is fixed to the film for fixing and does not peel together at the time of peeling of a carrier film.

제2세라믹 그린 시트 이후의 압착과 적층을 전술한 실시예와 마찬가지로 해서 행하여, 미소결 다층 세라믹체를 얻는다.Pressing and laminating | stacking after a 2nd ceramic green sheet are performed similarly to the Example mentioned above, and a micro multilayer ceramic body is obtained.

그 후, 전술한 미소결 다층 세라믹체에 적절하게 분할용의 얕은 홈을 형성하거나, 다루기 쉬운 크기로 절단하는 등의 가공을 행하고, 900℃, 2시간 정도의 조건에서 소결하고, 더욱 도금을 행하는 것도 상기 실시예와 마찬가지로 해서 행한다.Thereafter, the above-described microcrystalline multilayer ceramic body is appropriately formed with a shallow groove for dividing, or cut into a size that is easy to handle, and then sintered at 900 ° C. for about 2 hours and further plated. It is also performed in the same manner as in the above embodiment.

이와 같이 해서 얻어진 소결 다층 세라믹체의 비어 부분을 관찰, 측정한 바, 반도체 부품을 탑재하는 부분의 표층 비어전극까지의 깊이(d)는 -1㎛로 충전성은 양호하였다. 직경 125㎛의 땜납 볼을 탑재해서 측정한 전단강도는 0.0069gf/㎛2, 직경 500㎛의 땜납 볼을 탑재해서 측정한 인장강도는 0.0496gf/㎛2로 양호하였다. 또한, 이 다층 세라믹 기판을 개별 조각으로 분할하여, 시험용 프린트 기판에 납땜한 후, 항온항습조에 넣어서 85℃ 85% RH의 환경 중에서 본래의 전기설계에 따른 경로에 +4V의 직류전압을 인가하는 「고온고습 통전 시험」을 행하였다. 1000시간의 전체 시험 시간 동안, 절연 불량은 없고, 외관적인 이상도 없었다. 반도체 부품을 탑재해서 전자부품으로서 조립할 때에는, 표층 단자 전극이 세라믹 기판 표면과 대략 동일 평면에 있기 때문에 땜납 볼이 패드의 중심으로부터 벗어나는 일없이 셀프 얼라인먼트 효과도 발휘되어, 정밀도 양호하게 조립할 수 있었다. 또, 반도체 실장에는 땜납 페이스트 인쇄공법이 아니라 땜납 볼 탑재 공법을 이용했으므로, 조립 후의 땜납 내부에는 거의 공공 형상의 흔적이 없는 양호한 접속 상태였다.Thus, the via part of the obtained sintered multilayer ceramic body was observed and measured, and the depth d to the surface layer via electrode of the part which mounts a semiconductor component was -1 micrometer, and the filling property was favorable. The shear strength measured by mounting a solder ball having a diameter of 125 μm was 0.0069 gf / μm 2 , and the tensile strength measured by mounting a solder ball having a diameter of 500 μm was 0.0496 gf / μm 2 . In addition, the multilayer ceramic substrate was divided into individual pieces, soldered to a test printed circuit board, and placed in a constant temperature and humidity chamber to apply a DC voltage of + 4V to a path according to the original electrical design in an environment of 85 ° C 85% RH. High temperature and high humidity energization test ”. During the total test time of 1000 hours, there was no insulation failure and no appearance abnormality. When assembling a semiconductor component and assembling it as an electronic component, since the surface layer terminal electrode is substantially coplanar with the surface of the ceramic substrate, the self-alignment effect is also exerted without causing the solder ball to deviate from the center of the pad, and the assembly can be carried out with good precision. In addition, since the solder ball mounting method was used instead of the solder paste printing method for semiconductor mounting, it was a good connection state with almost no trace of void shape inside the solder after assembly.

또, 본 실시예에 의한 전자부품에 이용하기 위한 다층 세라믹 기판을 제조하기 위한 다른 형태에 대해서 설명한다. 이 형태에서는, 저온 소결가능한 세라믹 재료의 제조, 세라믹 그린 시트 생성, 비어 구멍 형성에 관해서는 앞서 기재한 방법과 마찬가지이며, 스크린과 스퀴지를 이용해서, 은 페이스트를 비어 구멍에 인쇄 충전할 때에, 도체의 인쇄공정을 복수회로 분할해서 행하는 것도 마찬가지이지만, 수동부품을 배치하는 부분에 대한 도체 페이스트의 충전 공정이 다르다.In addition, another embodiment for producing a multilayer ceramic substrate for use in the electronic component according to the present embodiment will be described. In this embodiment, the production of a low-temperature sinterable ceramic material, the production of ceramic green sheets, and the formation of via holes are the same as those described above. When the silver paste is printed and filled into the via holes using a screen and a squeegee, The same applies to dividing the printing process into a plurality of times, but the filling process of the conductor paste is different for the portion where the passive components are placed.

이 형태에서는, 우선 반도체 부품이 탑재되는 직경(φ) 60㎛의 비어 가공을 행한 부분과, 칩 컨덴서나 칩 저항 등, 수동부품이 탑재되는 직경(φ) 100㎛의 비어 가공을 행한 부분의 쌍방에 도체 페이스트 중 Ag 함유량 80질량%, Pd 함유량 0.1질량%인 것(소결 시의 체적수축률이 비교적 큰 것)을 이용해서 비어 충전 인쇄를 행하고, 이 도체 페이스트를 건조한 후, 칩 컨덴서나 칩 저항 등, 수동부품이 탑재되는 영역과 표면의 표면 배선 패턴 부분에, 도체 페이스트 중 Ag 함유량 90질량%, Pd 함유량 0질량%인 것(소결 시의 체적수축률이 비교적 작은 것)을 이용해서 두번째의 도체 인쇄를 행한다. 이와 같이 해서 칩 컨덴서나 칩 저항 등, 수동부품이 탑재되는 부분에는 이중으로 도체를 인쇄해서 표층 패드 전극을 형성한다. 이 표층 패드 전극의 부분은 반드시 명료한 2층 구조로 되어 있는 것을 의미하는 것은 아니고, 전술한 2종류의 도체 페이스트가 혼재한 부분을 포함하고 있어, 농도 구배를 가진 도체 구조라고 말할 수 있다.In this embodiment, first, both the part which performed via processing of 60 micrometers in diameter (phi) on which a semiconductor component is mounted, and the part which performed via processing of 100 micrometers in diameter (phi) on which a passive component is mounted, such as a chip condenser and chip resistance, are performed. The via paste was printed by using 80 mass% Ag content and 0.1 mass% Pd content (relatively large volumetric shrinkage at the time of sintering), and after drying the conductor paste, a chip capacitor, a chip resistor, etc. Second conductor printing using 90 mass% of Ag content and 0 mass% of Pd content (relative volume reduction at sintering) in the area where the passive component is mounted and the surface wiring pattern part of the surface. Is done. In this way, conductors are printed on a portion where passive components such as chip capacitors and chip resistors are mounted to form surface pad electrodes. This part of the surface pad electrode does not necessarily have a clear two-layer structure, but includes a portion in which the two kinds of conductor pastes described above are mixed, and can be said to be a conductor structure having a concentration gradient.

제2세라믹 그린 시트 이후의 제조 방법이나 이용한 도체 페이스트는 앞서의 실시예에 기재한 방법과 마찬가지이다. 또한, 압착과 적층, 분할용의 홈 형성, 소결과 도금을 행하는 것도 앞서의 실시예와 마찬가지로 해서 행한다.The manufacturing method after a 2nd ceramic green sheet and the used conductor paste are the same as the method described in the previous Example. Incidentally, groove formation, sintering and plating for pressing, laminating, and dividing are also performed in the same manner as in the previous embodiment.

이와 같이 해서 얻어진 소결 다층 세라믹체의 비어 부분을 관찰, 측정한 바, 반도체 부품을 탑재하는 부분의 표층 비어전극까지의 깊이(d)는 -1㎛로 충전성은 양호하였다. 칩 컨덴서나 칩 저항이 탑재되는 부분은 이중으로 도체를 인쇄했으므로, 세라믹 다층기판의 표면보다도 양의 방향으로 볼록 형상으로 부풀어올라와 있었다.Thus, the via part of the obtained sintered multilayer ceramic body was observed and measured, and the depth d to the surface layer via electrode of the part which mounts a semiconductor component was -1 micrometer, and the filling property was favorable. Since the conductors were printed on the portions where the chip capacitors and the chip resistors were doubled, they were convex in a convex shape in a positive direction than the surface of the ceramic multilayer substrate.

이 다층 세라믹 기판을 개별 조각으로 분할하고, 시험용 프린트 기판에 납땜한 후, 항온항습조에 넣어서 85℃ 85% RH의 환경 중에서 본래의 전기설계에 따른 경로에 +4V의 직류전압을 인가하는 「고온고습 통전 시험」을 행하였다. 1000시간의 전체 시험 시간 동안, 절연 불량은 없고, 외관적인 이상도 없었다. 또, 반도체 부품을 탑재해서 전자부품으로서 조립할 때에는, 표층 단자 전극이 세라믹 기판 표면과 대략 동일 평면에 있기 때문에 땜납 볼이 패드의 중심으로부터 벗어나는 일없이 셀프 얼라인먼트 효과도 발휘되어, 정밀도 양호하게 조립할 수 있었다. 또한, 반도체 실장에는 땜납 페이스트 인쇄공법이 아니라 땜납 볼 탑재 공법을 이용했으므로, 조립 후의 땜납 내부에는 거의 공공 형상의 흔적이 없는 양호한 접속 상태였다.The multilayer ceramic substrate is divided into individual pieces, soldered to a test printed circuit board, and placed in a constant temperature and humidity chamber to apply a DC voltage of + 4V to a path according to the original electrical design in an environment of 85 ° C and 85% RH. Energization test ”. During the total test time of 1000 hours, there was no insulation failure and no appearance abnormality. Moreover, when mounting a semiconductor component and assembling it as an electronic component, since the surface-layer terminal electrode is substantially coplanar with the surface of a ceramic substrate, the self-alignment effect is also exhibited and the assembly can be carried out with high precision, without having a solder ball deviate from the center of a pad. . In addition, since the solder ball mounting method was used instead of the solder paste printing method for semiconductor mounting, it was in a good connection state with almost no void shape inside the solder after assembly.

도 15에 전자부품을 탑재한 본 실시예의 다층 세라믹 기판(10)의 단면의 일례를 나타낸다. 본 실시예의 다층 세라믹 기판(10)의 윗면에는 다수의 부품탑재용의 패드 전극이 도체 패턴으로서 형성되어 있어, 이 전극에 저항이나 컨덴서 등의 수동부품(22)(도 15에서는 칩 부품으로 하고 있다)이나 IC(21) 등의 반도체칩에 의한 능동부품(21)이 실장된다. 다층 세라믹 기판은 최표면의 기판층과 그것에 적층된 각 기판층을 포함하며, 각각의 기판층에는 도체 패턴에 의해 인덕터, 전송 선로, 컨덴서, 접지 전극 등의 내부 배선을 형성하고, 이들을 비어 배선에 의해 서로 접속해서 목적으로 하는 회로 배선을 구성하고 있다. 최하층의 기판에는, 이 기판을 마더 기판에 접속하기 위한 패드 전극이 적절하게 형성되어도 있다.15 shows an example of a cross section of the multilayer ceramic substrate 10 of the present embodiment in which an electronic component is mounted. On the upper surface of the multilayer ceramic substrate 10 of this embodiment, pad electrodes for mounting a large number of components are formed as conductor patterns, and passive components 22 such as resistors and capacitors (chip components in FIG. 15) are formed on the electrodes. ) And an active component 21 by a semiconductor chip such as an IC 21 is mounted. The multilayer ceramic substrate includes a substrate layer on the outermost surface and each substrate layer laminated thereon, and on each substrate layer, internal wiring such as an inductor, a transmission line, a capacitor, and a ground electrode is formed by a conductor pattern, and these are connected to the via wiring. By connecting to each other, the intended circuit wiring is constituted. The pad electrode for connecting this board | substrate to a mother board | substrate may be formed in the lowermost board | substrate suitably.

이 다층 세라믹 기판에서는, 능동부품(21)에 대해서는 땜납 볼(213)을 이용한 BGA 접속부(212)에 의해 표면 실장하고, 수동부품(22)에 대해서는 패드 전극(223) 표면상에서 땜납 페이스트를 이용한 LGA 접속부(222)에 의해 표면 실장하고 있다. 이때 전술한 표층 단자 전극을 형성한 비어 구멍 직경에 대해서 BGA 접속부의 비어 구멍(211)의 직경은 LGA 접속부의 비어 구멍(221)의 직경보다도 작게 하고 있다. 그리고, 도 16에 나타낸 바와 같이 비어 구멍 직경이 비교적 작은 BGA 접속부(212)(도 15의 IC칩(21)이 탑재되는 전극)에 대해서는, 표층 비어전극(2)의 단면이, 최표면의 세라믹 기판층에 형성된 비어 구멍 내부에 있어서, 최표면의 세라믹 기판층 표면(S)보다도 움푹 패인 위치에 있어, 상기 표층 비어전극(2)의 단면에 피착된 금속 도금층(3)의 표면이, 최표면의 세라믹 기판층 표면(S)으로부터 상기 금속 도금층(3)의 두께분 미만만큼 돌출 내지 최표면의 세라믹 기판층 표면(S)보다도 움푹 패인 위치에 있도록 형성하고 있다. 한편, BGA 접속부(212)와 비교해서 저밀도로 구형이나 각형의 패드 전극(223)을 이용한 LGA 접속부(222)에서는, 금속 도금층(3')의 표면의 높이는, BGA 접속하기 위한 금속 도금층(3)(Au 도금층(3b))의 표면의 높이보다도 높게 설정되어 있다. 따라서, 수동부품(22)의 접속을 패드 전극(223) 표면 상에 땜납 페이스트(224)를 사용함으로써 용이하게 행할 수 있다.In this multilayer ceramic substrate, the LGA using the solder paste on the surface of the pad electrode 223 for the active component 21 is surface-mounted by the BGA connecting portion 212 using the solder ball 213. The surface is mounted by the connecting portion 222. At this time, the diameter of the via hole 211 of the BGA connection part is smaller than the diameter of the via hole 221 of the LGA connection part with respect to the via hole diameter on which the surface layer terminal electrode is formed. And as shown in FIG. 16, with respect to the BGA connection part 212 (electrode to which the IC chip 21 of FIG. 15 is mounted) with a comparatively small via hole diameter, the cross section of the surface via electrode 2 is a ceramic of the outermost surface. In the via hole formed in the substrate layer, the surface of the metal plating layer 3 deposited on the end face of the surface layer via electrode 2 is located at a recessed position than the ceramic substrate layer surface S of the outermost surface. The ceramic substrate layer surface S is formed so as to protrude from the ceramic substrate layer surface S of the outermost surface to the recessed portion by less than the thickness of the metal plating layer 3. On the other hand, in the LGA connection portion 222 using the rectangular or square pad electrode 223 at a lower density than the BGA connection portion 212, the height of the surface of the metal plating layer 3 ′ is the metal plating layer 3 for BGA connection. It is set higher than the height of the surface of (Au plating layer 3b). Therefore, connection of the passive component 22 can be easily performed by using the solder paste 224 on the pad electrode 223 surface.

이와 같이, 최표면의 세라믹 기판층에 형성된 비어 구멍은 다소 혼재하고 있지만, 그 중, LGA 접속부는 비교적 큰 비어 구멍을 이용한다. 애당초 상기 비교적 큰 비어 구멍에 형성된 전극과 전자부품과의 접합 강도는 비교적 크므로, 종래 대로의 전극을 형성하면 되지만, 비교적 작은 비어 구멍에 의한 BGA 접속부에 있어서는, 표층 비어전극의 단면이, 최표면의 세라믹 기판층에 형성된 비어 구멍 내부에 있어서, 최표면의 세라믹 기판층 표면보다도 움푹 패인 위치에 있고, 또한, 표층 비어전극의 단면에 피착된 금속 도금층의 표면이, 최표면의 세라믹 기판층 표면과 대략 동일 평면 내지 최표면의 세라믹 기판층 표면보다도 움푹 패인 위치에 있도록 형성함으로써, 접속 강도를 높게 발휘시키고, 또, 가공의 효율을 향상할 수 있다.Thus, although the via hole formed in the ceramic substrate layer of outermost surface is mixed somewhat, the LGA connection part uses a comparatively large via hole. Since the bonding strength between the electrode formed in the relatively large via hole and the electronic component is relatively large, the conventional electrode may be formed. However, in the BGA connection portion having the relatively small via hole, the cross-section of the surface via electrode is the outermost surface. In the via hole formed in the ceramic substrate layer, the surface of the metal plating layer deposited at a position more than the surface of the ceramic substrate layer on the outermost surface and deposited on the end face of the surface layer via electrode is formed from the surface of the ceramic substrate layer on the outermost surface. By forming it so that it may be in the recessed position rather than the surface of the ceramic substrate layer of substantially coplanar or outermost surface, connection strength can be exhibited high and processing efficiency can be improved.

또, 본 발명의 실시예에서는, 이하의 것도 특징으로 한다. 즉, 다층 세라믹 기판에 있어서, 그 최표면에는 능동소자 및 수동 소자를 표면 실장하는 것으로서, 상기 능동소자를 접속하는 표층 단자 전극의 비어 구멍 직경은, 수동 소자를 접속하는 표층 단자 전극의 비어 구멍 직경보다도 작게 할 수 있다.Moreover, in the Example of this invention, the following is also characterized. That is, in the multilayer ceramic substrate, active elements and passive elements are surface-mounted on the outermost surface thereof, and the via hole diameters of the surface layer terminal electrodes connecting the active elements are the via hole diameters of the surface layer terminal electrodes connecting the passive elements. It can be made smaller than.

또한, 이때 상기 한쪽의 최표면의 세라믹 기판층의 능동소자 및 수동 소자용의 비어 구멍은, 소결 시의 체적수축률이 비교적 큰 도체 페이스트를 충전해서 표층 비어전극을 형성하고, 또한, 적어도 상기 수동 소자용의 비어 구멍에 대해서는, 소결 시의 체적수축률이 비교적 작은 도체 페이스트를 이용해서 이중의 도체를 갖는 표층 패드 전극을 형성하는 것으로 해도 된다.In this case, the via hole for the active element and the passive element of the one outermost ceramic substrate layer is filled with a conductor paste having a relatively large volumetric shrinkage during sintering to form a surface layer via electrode, and at least the passive element. For the via hole for the dragon, a surface pad electrode having a double conductor may be formed by using a conductor paste having a relatively small volumetric shrinkage during sintering.

또, 전자부품은, 전술한 다층 세라믹 기판 중 어느 하나를 이용하여, 상기 금속 도금층에 대해서, 땜납 볼을 이용해서 표면 실장부품을 탑재한 것이다.Moreover, the electronic component mounts surface mounting components using the solder ball with respect to the said metal plating layer using any one of the above-mentioned multilayer ceramic substrates.

또한, 능동소자를 접속하는 표층 단자 전극은, 비어 구멍 내부의 금속 도금층에 땜납 볼(범프)을 이용해서 접속하고, 수동 소자를 접속하는 표층 단자 전극에 대해서는, 비어 구멍 외부의 상기 표층 패드 전극에 피착한 금속 도금층 표면 상에서 땜납 페이스트를 이용해서 접속해도 된다. 본 실시예에 있어서는, 전자와 같이, 땜납 볼을 이용해서 접속한 것을 BGA 접속이라 칭하고, 후자와 같이 패드 전극 표면 상에서 땜납 페이스트를 이용해서 접속한 것을 LGA 접속이라 칭하고 있다.In addition, the surface layer terminal electrode for connecting the active element is connected to the metal plating layer inside the via hole using a solder ball (bump), and for the surface layer terminal electrode for connecting the passive element to the surface layer pad electrode outside the via hole. You may connect using a solder paste on the adhered metal plating layer surface. In the present embodiment, like the former, the connection using the solder balls is called a BGA connection, and the connection using the solder paste on the pad electrode surface like the latter is called the LGA connection.

이때, 상기 수동 소자를 접속하기 위한 상기 금속 도금층의 표면의 높이는, 상기 능동소자를 접속하기 위한 금속 도금층의 표면의 높이보다도 높게 해도 된다.At this time, the height of the surface of the metal plating layer for connecting the passive element may be higher than the height of the surface of the metal plating layer for connecting the active element.

본 실시예에 의하면, 우선은 비어 구멍 내부의 비어 배선을 직접 표층 비어전극으로서 이용하므로, 전극 크기를 작고도 협소하게 고밀도로 배치할 수 있다. 따라서, 전체적으로 소형의 다층 세라믹 기판으로 할 수 있다.According to this embodiment, first, the via wiring inside the via hole is directly used as the surface layer via electrode, so that the electrode size can be arranged in a small and narrow density with high density. Therefore, it can be set as a small multilayer ceramic substrate as a whole.

또, 표층 비어전극이 세라믹 기판의 최표면보다도 움푹 패인 위치에 있고, 또한, 그 위에 피착시킨 금속 도금층의 표면과 최표면의 세라믹 기판층 표면이 대략 동일 평면 또는 움푹 패이도록 형성했으므로, 금속 도금층의 단부에 파괴의 기점이 생기는 일이 없고, 더욱 비어 구멍 내벽과의 앵커 효과에 의해 접합 강도가 향상한다. 따라서, 이 금속 도금층 위에 땜납 볼을 접합시켰을 경우에, 상기 접합의 강도를 구조적인 구성에 의해 향상시킬 수 있다.In addition, since the surface via electrode is formed at a position recessed from the outermost surface of the ceramic substrate, and the surface of the metal plating layer deposited thereon and the surface of the ceramic substrate layer on the outermost surface are formed substantially coplanar or recessed, The starting point of breakage does not occur at the end, and the bonding strength is further improved by the anchor effect with the via hole inner wall. Therefore, when a solder ball is bonded on this metal plating layer, the strength of the said joining can be improved by a structural structure.

또한, 본 발명의 실시예의 제조 방법에 의하면, 비어 구멍 내부에 움푹 패인 공간이 있음에도 불구하고 오목부 내의 미소한 기포가 제거되고, 또, 도금약액 등이 잔존하는 일이 없어진다. 따라서, 금속 도금층과 비어 내벽과의 사이에 공공이나 간극이 생기지 않아, 약액의 침투를 방지하여 절연성과 부식성의 문제가 생길 가능성이 낮은 다층 세라믹 기판으로 할 수 있다.Moreover, according to the manufacturing method of the Example of this invention, even if there is a recessed space inside a via hole, the micro bubble in a recess is removed, and plating liquid etc. do not remain. Therefore, no pores or gaps are formed between the metal plating layer and the inner wall of the via, and the penetration of the chemical solution can be prevented, thereby making it possible to obtain a multilayer ceramic substrate having a low possibility of causing problems of insulation and corrosiveness.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 다층 세라믹 기판의 제조 방법의 예를 나타낸 순서도;1 is a flowchart showing an example of a method of manufacturing a multilayer ceramic substrate according to an embodiment of the present invention;

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 다층 세라믹 기판의 제조 과정에 있어서의 단면의 예를 나타낸 설명도;2 is an explanatory diagram showing an example of a cross section in a manufacturing process of a multilayer ceramic substrate according to an embodiment of the present invention;

도 3은 본 발명의 실시예에 의한 다층 세라믹 기판에 형성하는 비어 구멍의 형상예를 나타낸 단면도;3 is a cross-sectional view showing a shape example of a via hole formed in a multilayer ceramic substrate according to an embodiment of the present invention;

도 4는 본 발명의 실시예에 의한 다층 세라믹 기판에 있어서의 비어 구멍의 내부예를 나타낸 단면도;4 is a cross-sectional view showing an internal example of a via hole in a multilayer ceramic substrate according to an embodiment of the present invention;

도 5는 전단시험의 예를 나타낸 설명도;5 is an explanatory diagram showing an example of a shear test;

도 6은 본 발명의 실시예에 의한 다층 세라믹 기판에 있어서, 최표면 세라믹 기판의 표면에서 표층 비어전극의 단면까지의 깊이(d)와 전단강도와의 관계를 예시한 설명도;6 is an explanatory diagram illustrating a relationship between a depth d and a shear strength from a surface of an outermost ceramic substrate to a cross section of a surface via electrode in a multilayer ceramic substrate according to an embodiment of the present invention;

도 7은 인장 시험의 예를 나타낸 설명도;7 is an explanatory diagram showing an example of a tensile test;

도 8은 본 발명의 실시예에 의한 다층 세라믹 기판의 예를 나타낸 단면도;8 is a sectional view showing an example of a multilayer ceramic substrate according to an embodiment of the present invention;

도 9는 본 발명의 실시예에 의한 도체 페이스트의 Ag 농도와 전단강도와의 관계를 Pd 함유량별로 나타낸 설명도;9 is an explanatory diagram showing, by Pd content, the relationship between Ag concentration and shear strength of a conductor paste according to an embodiment of the present invention;

도 10은 본 발명의 실시예에 의한 도체 페이스트의 Ag 농도와 인장강도와의 관계를 Pd 함유량별로 나타낸 설명도;10 is an explanatory diagram showing, by Pd content, the relationship between Ag concentration and tensile strength of a conductor paste according to an embodiment of the present invention;

도 11은 본 발명의 실시예에 의한 도체 페이스트의 Ag 농도를 일정하게 하 고, Pd 함유량을 변화시켰을 때의 전단강도와의 관계를 나타낸 설명도;11 is an explanatory diagram showing the relationship between the shear strength when the Ag concentration of the conductor paste according to the embodiment of the present invention is made constant and the Pd content is changed;

도 12는 본 발명의 실시예에 의한 도체 페이스트의 Ag 농도를 일정하게 하고 Pd 함유량을 변화시켰을 때의 인장강도와의 관계를 나타낸 설명도;12 is an explanatory diagram showing the relationship between the tensile strength when the Ag concentration of the conductor paste according to the embodiment of the present invention is made constant and the Pd content is changed;

도 13은 본 발명의 실시예에 의한 다층 세라믹 기판에 있어서의 표층 단자 전극의 단면예를 나타낸 설명도;13 is an explanatory view showing a cross-sectional example of a surface layer terminal electrode in a multilayer ceramic substrate according to the embodiment of the present invention;

도 14는 본 발명의 실시예에 의한 다층 세라믹 기판에 있어서의 표층 단자 전극의 단면예를 나타낸 개요도;14 is a schematic diagram showing a cross-sectional example of a surface layer terminal electrode in a multilayer ceramic substrate according to an embodiment of the present invention;

도 15는 본 발명의 실시예에 의한 전자부품을 탑재한 본 실시예의 다층 세라믹 기판(10)의 단면의 일례를 나타낸 설명도;15 is an explanatory view showing an example of a cross section of the multilayer ceramic substrate 10 of the present embodiment in which the electronic component according to the embodiment of the present invention is mounted;

도 16은 도 15의 BGA 접속부와 LGA 접속부를 나타낸 설명도;16 is an explanatory diagram showing a BGA connection part and an LGA connection part of FIG. 15;

도 17은 종래의 다층 세라믹 기판의 예를 나타낸 단면도.17 is a cross-sectional view showing an example of a conventional multilayer ceramic substrate.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1: 세라믹 기판층 2: 표층 비어전극1: ceramic substrate layer 2: surface via electrode

3: 금속 도금층 4: 표층 단자 전극3: metal plating layer 4: surface terminal electrode

11, 211, 221: 비어 구멍 12: 비어 배선11, 211 and 221: via hole 12: via wiring

21: 능동부품(소자) 22: 수동부품(소자)21: active component (element) 22: passive component (element)

212: BGA 접속부 222: LGA 접속부212: BGA connection 222: LGA connection

Claims (15)

복수의 세라믹 기판층을 적층한 다층 세라믹 기판에 있어서,In a multilayer ceramic substrate in which a plurality of ceramic substrate layers are laminated, 표면과 이면 중 적어도 한쪽의 최표면의 세라믹 기판층에 설치되어, 표층 비어전극과 그 단면에 피착되는 금속 도금층으로 이루어진 표층 단자 전극; 및A surface layer terminal electrode provided on the ceramic substrate layer of at least one of the front surface and the rear surface, the surface layer electrode comprising a surface via electrode and a metal plating layer deposited on the end surface; And 상기 표층 단자 전극과 내부의 세라믹 기판층 상의 배선을 접속하는 비어 배선을 포함하되,A via wiring connecting the surface terminal electrode and the wiring on the ceramic substrate layer therein; 상기 표층 비어전극은, 그 단면이, 상기 최표면의 세라믹 기판층에 형성된 비어 구멍 내부에 있어서, 최표면의 세라믹 기판층 표면보다도 움푹 패인 위치에 있고, 상기 표층 비어전극의 단면에 피착된 상기 금속 도금층의 표면이 상기 최표면의 세라믹 기판층 표면과 대략 동일 평면 내지 상기 최표면의 세라믹 기판층 표면보다도 움푹 패인 위치에 있는 것을 특징으로 하는 다층 세라믹 기판.The metal via electrode has a cross section in a via hole formed in the ceramic substrate layer on the outermost surface, and is located in a recessed position than the surface of the ceramic substrate layer on the outermost surface, and is deposited on the end surface of the surface via electrode. The surface of a plating layer is a multilayer ceramic substrate in the position which is substantially coplanar with the surface of the ceramic substrate layer of the outermost surface, or more than the surface of the ceramic substrate layer of the outermost surface. 제1항에 있어서, 상기 최표면의 세라믹 기판층 표면을 ±0 기준으로 한 때의 상기 표층 비어전극의 단면의 깊이(d, 기판 안쪽을 음(-)으로 함)와 비어 구멍의 직경(φ)과의 비(d/φ)가 0 내지 -0.12의 사이의 음의 값인 것을 특징으로 하는 다층 세라믹 기판.2. The depth (d, the inside of the substrate is negative) and the diameter of the via hole of the surface via electrode when the surface of the ceramic substrate layer on the outermost surface is ± 0. The ratio (d / phi) with () is a negative value between 0 and -0.12, The multilayer ceramic substrate characterized by the above-mentioned. 제1항에 있어서, 상기 금속 도금층은, 상기 비어 구멍의 내벽과 접촉하는 경계면은 간극 없이 일치하고 있는 것을 특징으로 하는 다층 세라믹 기판.The multilayer ceramic substrate according to claim 1, wherein the metal plating layer has a boundary surface in contact with an inner wall of the via hole, without gaps. 제1항에 있어서, 상기 금속 도금층은, 상기 비어 구멍의 내벽과 접촉하는 경계면은 간극 없이 일치하고 있어, 상기 경계면을 깊이 방향의 단면에서 보았을 때, 상기 경계면의 밀착 길이(L)가 2㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 다층 세라믹 기판.The boundary surface of the metal plating layer is in contact with the inner wall of the via hole without gaps, and when the boundary surface is viewed from a cross section in the depth direction, the adhesion length L of the interface surface is 2 µm or more. Multilayer ceramic substrate, characterized in that. 제1항에 있어서, 상기 금속 도금층은, 상기 비어 구멍의 내벽과 접촉하는 경계면은 간극 없이 일치하고 있어, 상기 경계면을 깊이 방향의 단면에서 보았을 때, 상기 경계면은 요철의 최대와 최소의 요철폭(w)이 0.6㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 다층 세라믹 기판.The boundary surface of the metal plating layer is in contact with the inner wall of the via hole without gaps, and when the boundary surface is viewed from the cross section in the depth direction, the boundary surface is the maximum and minimum uneven width of the unevenness ( w) is 0.6 mu m or more. 제1항에 있어서, 상기 금속 도금층은, Ni바탕층과 Au피복층으로 이루어지고, 상기 표층 비어전극의 단면에 피착되는 Ni바탕층의 두께가 3㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 다층 세라믹 기판.The multilayer ceramic substrate according to claim 1, wherein the metal plating layer is made of a Ni base layer and an Au coating layer, and the thickness of the Ni base layer deposited on the end face of the surface via electrode is 3 µm or more. 제1항에 있어서, 상기 최표면의 세라믹 기판층에 형성된 상기 비어 구멍은 최표면을 향해서 넓어지는 테이퍼 구멍 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 다층 세라믹 기판.The multilayer ceramic substrate according to claim 1, wherein the via hole formed in the ceramic substrate layer on the outermost surface is formed in a tapered hole shape widening toward the outermost surface. 제1항에 있어서, 상기 다층 세라믹 기판에는 능동소자 및 수동 소자를 표면 실장하는 것이며, 상기 능동소자를 접속하는 표층 단자 전극의 비어 구멍 직경은, 상기 수동 소자를 접속하는 표층 단자 전극의 비어 구멍 직경보다도 작은 것을 특징으로 하는 다층 세라믹 기판.2. The via hole diameter of the surface layer terminal electrode connecting the active element is the via hole diameter of the surface layer terminal electrode connecting the passive element. It is smaller than the multilayer ceramic substrate. 제8항에 있어서, 상기 한쪽의 최표면의 세라믹 기판층의 능동소자 및 수동 소자용의 비어 구멍은, 소결 시의 체적수축률이 비교적 큰 도체 페이스트를 충전해서 표층 비어전극을 형성하고, 또한, 적어도 상기 수동 소자용의 비어 구멍에 대해서는, 소결 시의 체적수축률이 비교적 작은 도체 페이스트를 이용해서 이중의 도체를 갖는 표층 패드 전극을 형성한 것을 특징으로 하는 다층 세라믹 기판.The via hole for the active element and the passive element of the one outermost ceramic substrate layer is filled with a conductor paste having a relatively large volumetric shrinkage during sintering to form a surface layer via electrode. The via hole for the passive element is a surface ceramic pad electrode having a double conductor, using a conductor paste having a relatively small volumetric shrinkage during sintering. 제1항에 기재된 다층 세라믹 기판을 이용하고, 상기 금속 도금층에 대해서, 땜납 볼을 이용해서 표면 실장부품을 탑재한 것을 특징으로 하는 전자부품.An electronic component comprising using a multilayer ceramic substrate according to claim 1 to mount a surface mounting component on the metal plating layer using a solder ball. 제10항에 있어서, 다층 세라믹 기판의 상기 능동소자를 접속하는 표층 단자 전극은, 비어 구멍 내부의 금속 도금층에 땜납 볼(범프)을 이용해서 접속하고, 상기 수동 소자를 접속하는 표층 단자 전극에 대해서는, 비어 구멍 외부의 상기 표층 패드 전극에 피착된 금속 도금층 표면 상에서 땜납 페이스트를 이용해서 접속한 것을 특징으로 하는 전자부품.The surface layer terminal electrode according to claim 10, wherein the surface layer terminal electrode for connecting the active element of the multilayer ceramic substrate is connected to the metal plating layer inside the via hole by using a solder ball (bump), and the surface layer terminal electrode for connecting the passive element. And an electronic component connected using a solder paste on a surface of a metal plating layer deposited on the surface pad electrode outside the via hole. 제11항에 있어서, 상기 수동 소자를 접속하기 위한 상기 금속 도금층의 표면의 높이는, 상기 능동소자를 접속하기 위한 금속 도금층의 표면의 높이보다도 높은 것을 특징으로 하는 전자부품.The electronic component according to claim 11, wherein the height of the surface of the metal plating layer for connecting the passive element is higher than the height of the surface of the metal plating layer for connecting the active element. 세라믹 그린 시트 적층체의 내부 배선을 접속하는 비어 배선을 구비하는 복수의 세라믹 그린 시트를 적층해서 압착하고, 최표면의 세라믹 기판층의 비어 구멍에 설치한 비어 배선에 의해 표층 비어전극이 형성된 미소결의 다층 세라믹 적층체를 형성하는 공정;A plurality of ceramic green sheets including via wirings for connecting the internal wirings of the ceramic green sheet laminates are laminated and pressed, and the surface layer via electrodes are formed by via wirings provided in the via holes of the ceramic substrate layer on the outermost surface. Forming a multilayer ceramic laminate; 상기 미소결의 다층 세라믹 적층체를 소성하고, 소결된 다층 세라믹 적층체를 얻는 소결 공정;A sintering step of firing the microcrystalline multilayer ceramic laminate to obtain a sintered multilayer ceramic laminate; 상기 소결된 다층 세라믹 적층체의 표층 비어전극과 그것을 용해시키는 작용을 가지는 에칭액을 반응시켜서 상기 소결 후의 표층 비어전극의 일부를 제거하고, 상기 소결 후의 최표면의 세라믹 기판층 표면에 대해서 상기 소결 후의 표층 비어전극의 단면을 움푹 패이게 하는 공정; 및The surface layer via electrode of the sintered multilayer ceramic laminate and an etching solution having a function of dissolving it are reacted to remove a part of the surface layer via electrode after the sintering, and the surface layer after the sintering is performed on the surface of the ceramic substrate layer after the sintering. Pitting the end face of the via electrode; And 상기 소결된 다층 세라믹 적층체의 표층 비어전극 위에 금속 도금층을 피착시켜서, 상기 금속 도금층을, 그 표면이, 최표면의 세라믹 기판층 표면과 대략 동일 평면 또는 최표면의 세라믹 기판층 표면보다 움푹 패인 위치에 있도록 형성하는 공정을 포함하는 다층 세라믹 기판의 제조 방법.A metal plating layer is deposited on the surface via electrode of the sintered multilayer ceramic laminate, and the metal plating layer is formed at a position in which the surface of the metal plating layer is roughly flush with the surface of the ceramic substrate layer on the outermost surface or the surface of the ceramic substrate layer on the outermost surface. Method of manufacturing a multilayer ceramic substrate comprising the step of forming a. 적층하는 복수의 세라믹 그린 시트의 미리 정해진 위치에 내부 배선과 비어 배선을 도체 재료를 이용해서 인쇄 형성하는 인쇄공정;A printing step of printing and forming the internal wiring and the via wiring using a conductor material at predetermined positions of the plurality of ceramic green sheets to be laminated; 최표면의 세라믹 그린 시트에 대해서는, 상기 도체 재료보다도 소결 시의 체 적수축률이 큰 도체 재료를 이용해서 비어 구멍에 설치한 비어 배선을 형성하는 공정;About the ceramic green sheet of the outermost surface, The process of forming via wiring provided in the via hole using the conductor material which has a volume shrinkage rate at the time of sintering rather than the said conductor material; 상기 복수의 세라믹 그린 시트와 상기 최표면의 세라믹 그린 시트를 적층해서 압착하여 미소결의 다층 세라믹 적층체를 형성하는 공정;Laminating and pressing the plurality of ceramic green sheets and the ceramic green sheet on the outermost surface to form a microcrystalline multilayer ceramic laminate; 상기 미소결의 다층 세라믹 적층체를 소성하고, 최표면의 세라믹 기판층의 비어 구멍에 설치한 비어 배선에 의한 표층 비어전극에 대해서는 체적수축에 의해서, 상기 최표면의 세라믹 기판층 표면에 대해서 상기 표층 비어전극의 단면을 움푹 패이게 해서 소결된 다층 세라믹 적층체를 얻는 소결 공정; 및The surface layer via is fired on the surface of the ceramic substrate layer by the volume shrinkage of the surface via via electrode formed by firing the micro multilayer multilayer ceramic laminate and provided in the via hole of the ceramic substrate layer on the outermost surface. A sintering step of obtaining a sintered multilayer ceramic laminate by recessing the end face of the electrode; And 상기 소결된 다층 세라믹 적층체의 표층 비어전극 위에 금속 도금층을 피착시켜서, 상기 금속 도금층을, 그 표면이 최표면의 세라믹 기판층 표면과 대략 동일 평면 또는 최표면의 세라믹 기판층 표면보다 움푹 패인 위치에 있도록 형성하는 공정을 포함하는 다층 세라믹 기판의 제조 방법.A metal plating layer is deposited on the surface via electrode of the sintered multilayer ceramic laminate, and the metal plating layer is formed at a position where the surface is recessed more than the surface of the ceramic substrate layer on the same plane or surface as the surface of the ceramic substrate layer on the outermost surface. Method for producing a multilayer ceramic substrate comprising the step of forming so that. 제14항에 있어서, 상기 최표면의 세라믹 그린 시트에 대해서, 소결 시의 체적수축률이 비교적 큰 도체 페이스트를 이용해서 표층 비어전극을 형성한 후, 또한 적어도 수동 소자용의 비어 구멍에 대해서는, 소결 시의 체적수축률이 비교적 작은 도체 페이스트를 이용해서 표층 패드 전극을 형성한 것을 특징으로 하는 다층 세라믹 기판의 제조 방법.15. The method of claim 14, after forming the surface via electrode using a conductor paste having a relatively large volumetric shrinkage during sintering with respect to the ceramic green sheet of the outermost surface, and at least for via holes for passive elements. A surface pad electrode is formed using a conductor paste having a relatively small volumetric shrinkage ratio.
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